Struktūra un īpašības
Nukleīns skābes ir biomolekulas, kas atrodamas visās Zemes dzīvajās būtnēs. Izšķir ribonukleīnskābi (RNS, RNS, ribonukleīnskābi) un dezoksiribonukleīnskābi (DNS, DNS, dezoksiribonukleīnskābi). Nukleīns skābes ir polimēri, kas sastāv no tā sauktajiem nukleotīdiem. Katrs nukleotīds sastāv no šādām trim vienībām:
- Cukurs (ogļhidrāti, monosaharīds, pentoze): riboze RNS, 2`-dezoksiriboze DNS.
- Neorganiskais fosfāts (fosforskābe, Kā esteris).
- Organiskais nukleīns bāzes: Purīna bāzes: Adenīns, guanīns; pirimidīna bāzes: citozīns, timīns (DNS) un Uracils (RNS).
Caur fosfodiesteru savienojumu, nukleīnais skābes dažreiz veido ārkārtīgi garas, lineāras ķēdes. Mugurkaulu pārmaiņus veido fosfāta un cukura vienības. Atšķirīgais bāzes ir pievienoti cukuriem. Virzieni beidzas 5′ galā (fosfāts) un 3′ galā (hidroksilgrupa), un tāpēc tiem ir viens virziens (5′3 ′ vai otrādi). Nukleīnskābes sintezē tādas polimerāzes kā DNS polimerāze (DNS) vai RNS polimerāze (RNS). Cukura savienojumu ar bāzi fosfāta trūkuma gadījumā sauc par nukleozīdu. Izšķir ribonukleozīdus un dezoksiribonukleozīdus. Piemēram, bāzi sauc par adenīnu, nukleozīdu adenozīns un dezoksinukleozīdu dezoksiadenozīns. Nukleotīdiem vai fosforilētiem nukleozīdiem organismā ir citas funkcijas, piemēram, kā enerģijas nesēji (adenozīns trifosfāts) vai signāla pārnešanai (cikliskais guanozīna monofosfāts, cGMP).
Dezoksiribonukleīnskābe (DNS).
Dezoksiribonukleīnskābe (DNS) parasti ir divējāda, un tai ir divkārša spirālveida un pretparalēla struktūra. Tas nozīmē, ka abi virzieni iet pretējā virzienā. DNS atrodamas šādas četras bāzes:
- Purīni: adenīns (A), guanīns (G).
- Pirimidīni: timīns (T), citozīns (C)
Jūsu darbs IR Klientu apkalpošana bāzes no diviem pavedieniem veido tā sauktos bāzes pārus via ūdeņradis obligācijas. Vai nu starp adenīnu un timīnu (A = T), vai starp guanīnu un citozīnu (G≡C).
Ribonukleīnskābe (RNS)
Ribonukleīnskābe (RNS), atšķirībā no DNS, parasti ir vienvirziena un timīna vietā satur uracilu (U). Turklāt cukurs ir riboze 2`-dezoksiribozes vietā DNS. Šie divi cukuri atšķiras tikai vienā hidroksigrupā, kuras trūkst 2`-dezoksiribozē (dezoksi = bez skābeklis). RNS kosmosā var pieņemt ļoti dažādas struktūras. Pastāv dažādi veidi ar dažādiem uzdevumiem:
- Messenger RNS (mRNS): transkripcija.
- Ribosomālā RNS (rRNS): kopā ar proteīni, sastāvdaļa ribosomas.
- Transfer RNS (tRNS): Olbaltumvielu sintēze.
In vīrusi, RNS var pārņemt DNS kā ģenētiskās informācijas nesēja funkciju, piemēram, gripa vīrusi or hepatīts C vīrusi. Tie tiek saukti par RNS vīrusiem.
Ģenētiskais kods, transkripcija un tulkošana.
Trīs secīgas bāzes katrā DNS vai mRNS (kodonā) kodē aminoskābi, kuras pamatelementi ir proteīni. DNS sekcijas transkripcijas laikā vispirms tiek pārrakstītas mRNS (kurjera RNS). Veidošanās proteīni no mRNS pie ribosomas sauc par tulkošanu.
Funkcija un nozīme
Nukleīnskābēm ir būtiska nozīme kā informācijas krājumiem. DNS satur informāciju, kas nepieciešama katras dzīvās būtnes veidošanai, attīstībai un homeostāzei. Tas galvenokārt ir secība aminoskābes olbaltumvielās. Secība tRNS un rRNS arī tiek “uzglabāta” DNS. Ribonukleīnskābju (RNS) uzdevumi ir plašāki. Tāpat kā DNS, tie ir informācijas nesēji, taču tiem ir arī strukturālas un katalītiskas funkcijas un atpazīšanas funkcijas. Nukleīnskābes atklāj, ka dzīvie organismi uz Zemes ir savstarpēji saistīti un cēlušies no kopēja priekšteča, kas pastāvēja vairāk nekā pirms 3.5 miljardiem gadu. Tādējādi ģenētika sniedz atbildes uz fundamentāliem jautājumiem par dzīvi.
Nukleīnskābes farmācijā (piemēri).
Nukleozīdu analogi, piemēram, aciklovirs or penciklovirs lieto vīrusu infekciju ārstēšanai. Tie ir nukleozīdu atvasinājumi, kas noved pie ķēdes pārtraukuma pēc fosforilēšanas un iekļaušanas vīrusa DNS, jo cukura daļa ir nepilnīga. Tie ir nepatiesi substrāti, kas traucē DNS replikāciju. Citi pretvīrusu līdzekļi narkotikas iedarbojas arī nukleīnskābes līmenī. Citostatiskie līdzekļi vai antimetabolītiem ir līdzīga funkcija. Tie tiek izmantoti vēzis terapija. Tie kavē šūnu dalīšanos un noved pie šūnu nāves vēzis šūnas. Dažādus gēnu terapijas līdzekļus izmanto, lai modificētu DNS segmentus, piemēram, ar CRISPR-case.9 metodi. Tas tiek darīts, piemēram, ar mērķi labot mutāciju, kas izraisa slimību. Gēnu terapijā nukleīnskābes var ievadīt arī šūnās, kas nav integrētas genomā. Tie atrodas ārpusē, bet tiek izmantoti arī olbaltumvielu sintēzei (piemēram, onasemnogen abeparvovec). Mazie traucējošie RNS (siRNS) ir īsi RNS fragmenti, kas noved pie komplementāras mRNS selektīvas degradācijas organismā. Tādā veidā tie īpaši novērš gēnu ekspresiju un olbaltumvielu veidošanos. Turklāt daudzi narkotikas mijiedarbojas ar nukleīnskābēm un ietekmē gēnu ekspresiju. Tipiski piemēri ir glikokortikoīdi, estrogēni, androgēnu un retinoīdi. Tie saistās ar receptoriem šūnas iekšienē, kas pēc tam saistās ar DNS un ietekmē olbaltumvielu sintēzi. Turklāt nukleīnskābēm ir ļoti svarīga loma diagnostikā, zāļu atklāšanā un to ražošanā bioloģiski (piemēram, insulīni, antivielas), cita starpā.
