Struktura i svojstva
Nukleinska kiseline su biomolekule koje se nalaze u svim živim bićima na Zemlji. Razlikuju se ribonukleinska kiselina (RNA, RNA, ribonukleinska kiselina) i deoksiribonukleinska kiselina (DNA, DNA, deoksiribonukleinska kiselina). Nukleinska kiseline su polimeri sastavljeni od takozvanih nukleotida. Svaki se nukleotid sastoji od sljedeće tri jedinice:
- Šećer (ugljikohidrati, monosaharid, pentoza): riboza u RNA, 2`-deoksiriboza u DNA.
- Anorganski fosfat (fosforna kiselina, Kao i ester).
- Organski nukleinski baze: Purinske baze: Adenin, gvanin; pirimidinske baze: citozin, timin (u DNA) i Uracil (u RNA).
Putem fosfodiesterske veze, nukleinska kiseline ponekad tvore izuzetno dugačke, linearne lance. Okosnica se naizmjenično sastoji od jedinica fosfata i šećera. Različita baze su vezani za šećere. Pramenovi završavaju na 5′-kraju (fosfat) i na 3′-kraju (hidroksilna skupina) i stoga imaju jedan smjer (5′3 ′ ili obrnuto). Nukleinske kiseline sintetiziraju polimeraze poput DNA polimeraze (DNA) ili RNA polimeraze (RNA). Spoj šećera s bazom naziva se nukleozid u odsutnosti fosfata. Razlikuju se ribonukleozidi i deoksiribonukleozidi. Na primjer, baza se naziva adenin, nukleozid adenozin i deoksinukleozid deoksiadenozin. Nukleotidi ili fosforilirani nukleozidi imaju druge funkcije u organizmu, na primjer, kao nosači energije (adenozin trifosfat) ili za prijenos signala (ciklički gvanozin monofosfat, cGMP).
Deoksiribonukleinska kiselina (DNA).
Deoksiribonukleinska kiselina (DNA) obično je dvolančana i ima dvostruku spiralnu i antiparalelnu strukturu. To znači da dvije niti teku u suprotnom smjeru. Sljedeće četiri baze nalaze se u DNA:
- Purini: adenin (A), gvanin (G).
- Pirimidini: timin (T), citozin (C)
Korištenje električnih romobila ističe baze od dva lanca čine takozvane osnovne parove putem vodik obveznice. Bilo između adenina i timina (A = T) ili između gvanina i citozina (G≡C).
Ribonukleinska kiselina (RNA)
Ribonukleinska kiselina (RNA), za razliku od DNA, obično je jednolančana i sadrži uracil (U) umjesto timina. Nadalje, šećer je riboza umjesto 2`-deoksiriboze u DNA. Ova se dva šećera razlikuju samo u jednoj hidroksi skupini, koja nedostaje u 2`-deoksiribozi (deoksi = bez kisik). RNA može pretpostaviti vrlo različite strukture u svemiru. Postoje različite vrste s različitim zadacima:
- Messenger RNA (mRNA): transkripcija.
- Ribosomska RNA (rRNA): Zajedno s proteini, sastavni dio ribosoma.
- Transfer RNA (tRNA): Sinteza proteina.
In virusi, RNA može preuzeti funkciju DNA kao nosača genetske informacije, na primjer u utjecati virusi or hepatitis C virusi. Oni se nazivaju RNA virusima.
Genetski kod, transkripcija i prijevod.
Tri uzastopne baze u svakoj DNA ili mRNA (kodonu) kodiraju aminokiselinu, građevni blok proteini. Dijelovi DNK se prvo transkribiraju u mRNA (messenger RNA) tijekom transkripcije. Formiranje proteini iz mRNA na ribosomu naziva se translacija.
Funkcija i važnost
Nukleinske kiseline imaju temeljnu važnost kao skladišta informacija. DNA sadrži informacije potrebne za nastanak, razvoj i homeostazu svakog živog bića. Ovo je prvenstveno slijed aminokiseline u proteinima. Slijed tRNA i rRNA također su "pohranjeni" u DNA. Zadaci ribonukleinskih kiselina (RNA) širi su. Poput DNA, oni su nositelji informacija, ali imaju i strukturne i katalitičke funkcije te funkcije prepoznavanja. Nukleinske kiseline otkrivaju da su živi organizmi na zemlji međusobno povezani i potječu od zajedničkog pretka koji je postojao prije više od 3.5 milijarde godina. Genetika tako daje odgovore na temeljna pitanja o životu.
Nukleinske kiseline u lijekovima (primjeri).
Analozi nukleozida poput aciklovir or penciklovir primjenjuju se za liječenje virusnih infekcija. Oni su derivati nukleozida koji dovode do prekida lanca nakon fosforilacije i ugradnje u virusnu DNA, jer je ostatak šećera nepotpun. Oni su lažni supstrati koji ometaju replikaciju DNA.Ostali antivirusni droge također ostvaruju svoje učinke na razini nukleinske kiseline. Citostatici ili antimetaboliti imaju sličnu funkciju. Služe za Raka terapija. Inhibiraju staničnu diobu i dovode do stanične smrti Raka Stanice. Razni genski terapeutici koriste se za modificiranje segmenata DNA, na primjer s CRISPR-case.9 metoda. To se radi, na primjer, s ciljem ispravljanja mutacije koja uzrokuje bolest. U genskoj terapiji nukleinske kiseline se također mogu uvesti u stanice koje nisu integrirane u genom. Smješteni su vani, ali se koriste i za sintezu proteina (npr. Onasemnogen abeparvovec). Male interferirajuće RNA (siRNA) kratki su fragmenti RNA koji dovode do selektivne razgradnje komplementarne mRNA u organizmu. Na taj način oni posebno sprečavaju ekspresiju gena i stvaranje proteina. Nadalje, mnogi droge u interakciji s nukleinskim kiselinama i utječu na ekspresiju gena. Tipični primjeri su glukokortikoidi, estrogeni, androgeni i retinoidi. Oni se vežu za receptore unutar stanice, koji se potom vežu za DNA i utječu na sintezu proteina. Uz to, nukleinske kiseline igraju vrlo važnu ulogu u dijagnozi, otkrivanju lijekova i proizvodnji biološka (Npr inzulini, antitijela), između ostalih aplikacija.
