Back to the topics list

nucleïnezuren

leerdoelen

In deze les leren we

1. Wat is een nucleïnezuur?
2. Twee hoofdtypen nucleïnezuren - DNA en RNA
3. Structuur van nucleïnezuren inclusief stikstofbasen in DNA en RNA
4. Waarom zijn nucleïnezuren belangrijk?
5. Kenmerken van DNA en RNA

Wat is een nucleïnezuur?

Nucleïnezuren zijn grote biomoleculen die het belangrijkst zijn voor de continuïteit van het leven. Deze worden gevonden in de kern en het cytoplasma van een cel. Ze zijn verantwoordelijk voor het beheersen van de belangrijke biosynthetische celactiviteiten en het overbrengen van erfelijke informatie van de ene generatie naar de andere. Daarom zijn nucleïnezuren macromoleculen van het grootste belang.

Het zijn van nature voorkomende chemische verbindingen die kunnen worden afgebroken tot fosforzuur, suikers en een mengsel van organische basen (purines en pyrimidine).

Ze zijn verbonden met de chromosomen. Ze geven verschillende informatie door aan het cytoplasma.

Soorten nucleïnezuren

Er zijn twee hoofdtypen nucleïnezuren: deoxyribonucleïnezuur (DNA) en ribonucleïnezuur (RNA).

DNA vormt het genetische materiaal in alle levende organismen, van eencellige bacteriën tot meercellige zoogdieren. In eukaryoten wordt het gevonden in de kern en in de chloroplasten en mitochondriën. In prokaryoten is het niet ingesloten in een vliezige envelop, maar vrij zwevend in het cytoplasma. De volledige genetische inhoud van een cel staat bekend als het genoom en de studie van genomen is genomica.

Alle genetische of erfelijke informatie in een cel wordt opgeslagen in een gecodeerde vorm in moleculen die bekend staan als DNA. Genetische of erfelijke informatie verwijst naar alle informatie die nodig is om een nieuw organisme te reproduceren en in stand te houden. DNA wordt gerepliceerd en gedistribueerd naar de dochtercellen tijdens celdeling. Daarom wordt erfelijke informatie doorgegeven van de ene cel naar de andere en van de ene generatie van een organisme naar de andere.

DNA is de belangrijkste opslagplaats voor genetische informatie. Door transcriptie wordt de informatie doorgegeven aan RNA- moleculen. Het proces van translatie van RNA leidt tot de synthese van eiwitten. RNA helpt bij de expressie van deze informatie als specifieke patronen van eiwitsynthese. RNA is het genetische materiaal van bepaalde virussen, maar het komt ook voor in alle levende cellen, waar het een belangrijke rol speelt bij bepaalde processen zoals het maken van eiwitten.

In hogere cellen wordt DNA voornamelijk in de kern gevonden als onderdeel van de chromosomen. Kleine hoeveelheden DNA worden gevonden in het cytoplasma in de chloroplasten en mitochondriën. RNA is zowel in het cytoplasma als in de kern aanwezig. RNA wordt gesynthetiseerd in de kern en eiwitsynthese vindt plaats in het cytoplasma.

Structuur van nucleïnezuren

Nucleïnezuren zijn opgebouwd uit suiker (pentose), fosforzuur en stikstofbasen (pyrimidines en purines). Een nucleïnezuurmolecuul heeft een lineair polymeer waarin nucleotiden met elkaar zijn verbonden via een fosfodiester of een binding.

Hieronder is een illustratie van DNA-nucleotide:

Hieronder is een illustratie van RNA-nucleotide:

Laten we elk van de drie eenheden van nucleïnezuren bespreken:

Pentose suiker

Er zijn twee basistypen suiker in nucleïnezuren:

• Deoxyribosesuiker in DNA
• Ribosesuiker in RNA

Het verschil tussen de suikers in aanwezigheid van de hydroxylgroep op de tweede koolstof van de ribose en waterstof op de tweede koolstof van de deoxyribose. De koolstofatomen van het suikermolecuul zijn genummerd als 1', 2', 3', 4' en 5' (1' gelezen als "één priemgetal")

Fosfaat groep

Deze zijn verbonden met het koolstofatoom nummer 5 van het suikermolecuul.

Stikstofbasis

De stikstofbase zijn organische moleculen en worden zo genoemd omdat ze koolstof en stikstof bevatten.

Stikstofbasen zijn - Adenine (A), Guanine (G), Cytosine (C) en Thymine (T) in een DNA-molecuul en Uracil (U) in een RNA-molecuul. Uracil wordt alleen in RNA gevonden in plaats van thymine in DNA. Elke base is verbonden met het koolstofatoom nummer 1 van het suikermolecuul. Nucleïnezuren verschillen met betrekking tot het verschil van de stikstofbasen die ze vormen.

Adenine en guanine worden geclassificeerd als purines. De primaire structuur van een purine bestaat uit twee koolstof-stikstofringen. Cytosine, thymine en uracil worden geclassificeerd als pyrimidinen die een enkele koolstof-stikstofring als hun primaire structuur hebben. Aan elk van deze basiskoolstof-stikstofringen zijn verschillende functionele groepen verbonden.

Deoxyribonucleïnezuur (DNA)

Dit vormt ongeveer 9% van de kern. Chemisch gezien bestaat het uit drie hoofdcomponenten: basen, suiker en fosforzuur.

1. Fosforzuur - Het kan ook voorkomen als een fosfaat. Dit vormt samen met het suikermolecuul de ruggengraat van het DNA-molecuul. Het verbindt de nucleotiden door de deoxyribose (pentosesuiker) van twee aangrenzende nucleotiden te verbinden met een esterfosfaatgroep. Deze bindingen verbinden koolstof 3' met koolstof 5' in het volgende nucleotide.
2. Pentosen - Ze zijn van twee soorten; ribose en deoxyribose. Ribose wordt gevonden in RNA en deoxyribose wordt gevonden in DNA. RNA heeft één zuurstofatoom meer dan DNA.
3. Bases - Ze zijn van twee soorten; purines en pyrimidines. Purines worden gekenmerkt door twee gefuseerde benzeenringen. Ze kunnen guanine en adenine zijn. In RNA wordt thymine vervangen door uracil. Pyrimidinen worden gekenmerkt door een enkele benzeenring. Dit zijn cytosine en thymine.

Ribonucleïnezuur (RNA)

RNA wordt voornamelijk gevonden in de nucleolus, maar het wordt ook in kleine hoeveelheden op chromosomen aangetroffen. Kleine hoeveelheden RNA worden ook gevonden in chloroplasten en mitochondriën. RNA is een molecuul met een lange keten dat bestaat uit herhalende eenheden van nucleotiden. Ribose is de suikercomponent van RNA en de vier basen cytosine, adenine, guanine en uracil.

Het proces van het maken van de kopie van het DNA wordt transcriptie genoemd. Dit is wanneer de cel een kopie (of "transcript") van het DNA maakt. De kopie van DNA wordt RNA genoemd omdat het een ander type nucleïnezuur gebruikt, ribonucleïnezuur genaamd. Het DNA, dat een dubbele helix is, wordt getranscribeerd of gekopieerd in een enkele helix, het RNA.

Vervolgens wordt RNA omgezet (of "vertaald") in een reeks aminozuren waaruit het eiwit bestaat. Het translatieproces van het maken van het nieuwe eiwit uit de RNA-instructies vindt plaats in een complexe machine in de cel die het ribosoom wordt genoemd.

Drie algemene klassen van RNA-moleculen zijn betrokken bij het tot expressie brengen van de genen die worden gecodeerd in het DNA van een cel.

boodschapper-RNA (mRNA)-moleculen dragen de coderende sequenties voor eiwitsynthese en worden transcripten genoemd;

ribosomale RNA (rRNA) moleculen vormen de kern van de ribosomen van een cel (de structuren waarin eiwitsynthese plaatsvindt),

transfer RNA (tRNA) moleculen dragen aminozuren naar de ribosomen tijdens de eiwitsynthese.

In eukaryote cellen heeft elke klasse van RNA zijn eigen polymerase, terwijl in prokaryote cellen een enkele RNA-polymerase de verschillende klassen van RNA synthetiseert.

Belang van nucleïnezuren

Nucleïnezuren worden gedragen op de chromosomen in de celkern. Ze zijn verantwoordelijk voor het doorgeven van de genetische eigenschappen van de ene generatie op de andere wanneer cellen zich delen.

• DNA draagt de genetische informatie die verantwoordelijk is voor het creëren van de onderscheidende kenmerken van het levende organisme en organiseert alle vitale activiteiten van de cel.
• Aan de andere kant wordt RNA getranscribeerd van het nucleïnezuur-DNA en overgebracht naar het cytoplasma om door de cel te worden gebruikt om de eiwitten te synthetiseren die verantwoordelijk zijn voor het creëren van de genetische eigenschappen, en degenen die verantwoordelijk zijn voor het organiseren van de vitale activiteiten.

Samenvatting: Kenmerken van DNA en RNA

Samenvatting van de les

• Nucleïnezuren zijn grote biomoleculen die verantwoordelijk zijn voor twee dingen: het regelen van de belangrijke biosynthetische celactiviteiten en het overbrengen van erfelijke informatie van de ene generatie naar de andere.
• Twee hoofdtypen nucleïnezuren zijn deoxyribonucleïnezuur (DNA) en ribonucleïnezuur (RNA).
• Drie componenten van nucleïnezuren zijn suiker (pentose), fosforzuur en stikstofbasen (pyrimidines en purines).
• Er zijn twee basistypen suiker in nucleïnezuren: deoxyribosesuiker in DNA en ribosesuiker in RNA
• Stikstofbasen zijn - Adenine (A), Guanine (G), Cytosine (C) en Thymine (T) in een DNA-molecuul en Uracil (U) in een RNA-molecuul. Uracil wordt alleen in RNA gevonden in plaats van thymine in DNA.
• DNA bestaat over het algemeen als twee strengen die met elkaar zijn verbonden door waterstofbruggen, waardoor een dubbele helixstructuur ontstaat.
• RNA is bijna identiek aan DNA, behalve dat de suiker een extra OH-groep heeft en uracil wordt gebruikt in plaats van thymine.
• DNA vormt het genetische materiaal; RNA is verantwoordelijk voor de eiwitsynthese.