Back to the topics list

nukleinsyror

Lärandemål

I den här lektionen kommer vi att lära oss

1. Vad är en nukleinsyra?
2. Två huvudtyper av nukleinsyror - DNA och RNA
3. Struktur av nukleinsyror inklusive kvävehaltiga baser i DNA och RNA
4. Varför är nukleinsyror viktiga?
5. Funktioner hos DNA och RNA

Vad är en nukleinsyra?

Nukleinsyror är stora biomolekyler som är viktigast för livets kontinuitet. Dessa finns i cellkärnan och cytoplasman. De är ansvariga för att kontrollera de viktiga biosyntetiska cellaktiviteterna samt att transportera ärftlig information från en generation till en annan. Därför är nukleinsyror makromolekyler av yttersta betydelse.

De är naturligt förekommande kemiska föreningar som kan brytas ned för att ge fosforsyra, sockerarter och en blandning av organiska baser (puriner och pyrimidin).

De är associerade med kromosomerna. De överför olika information till cytoplasman.

Typer av nukleinsyror

Det finns två huvudtyper av nukleinsyror - deoxiribonukleinsyra (DNA) och ribonukleinsyra (RNA).

DNA utgör det genetiska materialet i alla levande organismer, allt från encelliga bakterier till flercelliga däggdjur. I eukaryoter finns det i kärnan och i kloroplasterna och mitokondrierna. Hos prokaryoter är den inte innesluten i ett membranhölje, utan snarare fritt flytande i cytoplasman. Hela det genetiska innehållet i en cell är känt som dess genom och studiet av genom är genomik.

All genetisk eller ärftlig information i en cell lagras i kodad form i molekyler som kallas DNA. Genetisk eller ärftlig information avser all information som är nödvändig för att föröka sig och underhålla en ny organism. DNA replikeras och distribueras till dottercellerna under celldelningen. Därför överförs ärftlig information från en cell till en annan och från en generation av en organism till den andra.

DNA är den huvudsakliga genetiska informationslagringen. Genom transkription överförs informationen till RNA- molekyler. Processen för translation av RNA leder till syntesen av proteiner. RNA hjälper till att uttrycka denna information som specifika mönster för proteinsyntes. RNA är det genetiska materialet för vissa virus, men det finns också i alla levande celler, där det spelar en viktig roll i vissa processer såsom framställning av proteiner.

I högre celler finns DNA främst i kärnan som en del av kromosomerna. Små mängder DNA finns i cytoplasman i kloroplasterna och mitokondrierna. RNA finns både i cytoplasman och i kärnan. RNA syntetiseras i kärnan och proteinsyntes sker i cytoplasman.

Struktur av nukleinsyror

Nukleinsyror består av socker (pentos), fosforsyra och kvävehaltiga baser (pyrimidiner och puriner). En nukleinsyramolekyl har en linjär polymer där nukleotider är sammanfogade genom en fosfodiester eller en bindning.

Nedan är en illustration av DNA-nukleotid:

Nedan är en illustration av RNA-nukleotid:

Låt oss diskutera var och en av de tre enheterna av nukleinsyror:

Pentossocker

Det finns två grundläggande typer av socker i nukleinsyror:

• Deoxiribossocker i DNA
• Ribosocker i RNA

Skillnaden mellan sockerarterna i närvaro av hydroxylgruppen på det andra kolet i ribosen och väte på det andra kolet i deoxiribosen. Kolatomerna i sockermolekylen är numrerade som 1', 2', 3', 4' och 5' (1' läses som "ett primtal")

Fosfatgrupp

Dessa är kopplade till kolatom nummer 5 i sockermolekylen.

Kvävehaltig bas

Kvävebasen är organiska molekyler och kallas så för att de innehåller kol och kväve.

Kvävehaltiga baser är - Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C) och Tymin (T) i en DNA-molekyl och Uracil (U) i en RNA-molekyl. Uracil finns endast i RNA istället för tymin i DNA. Varje bas är kopplad till kolatom nummer 1 i sockermolekylen. Nukleinsyror skiljer sig åt med avseende på skillnaden mellan de kvävehaltiga baser som bildar dem.

Adenin och guanin klassificeras som puriner. Den primära strukturen hos en purin består av två kol-kväveringar. Cytosin, tymin och uracil klassificeras som pyrimidiner som har en enda kol-kväve-ring som sin primära struktur. Var och en av dessa grundläggande kol-kväveringar har olika funktionella grupper fästa till sig.

Deoxiribonukleinsyra (DNA)

Detta utgör cirka 9% av kärnan. Kemiskt består den av tre huvudkomponenter: baser, socker och fosforsyra.

1. Fosforsyra - Det kan även förekomma som fosfat. Detta bildar ryggraden i DNA-molekylen tillsammans med sockermolekylen. Den förenar nukleotiderna genom att koppla deoxiribosen (pentossocker) från två intilliggande nukleotider med en esterfosfatgrupp. Dessa bindningar länkar kol 3' med kol 5' i nästa nukleotid.
2. Pentoser - De är av två typer; ribos och deoxiribos. Ribos finns i RNA och deoxiribos finns i DNA. RNA har en syreatom mer än DNA.
3. Baser - De är av två typer; puriner och pyrimidiner. Puriner kännetecknas av två sammansmälta bensenringar. De kan vara guanin och adenin. I RNA ersätts tymin med uracil. Pyrimidiner kännetecknas av en enda bensenring. De är cytosin och tymin.

Ribonukleinsyra (RNA)

RNA finns främst i kärnan men det finns även på kromosomer i små mängder. Små mängder RNA finns också i kloroplaster och mitokondrier. RNA är en långkedjig molekyl som består av upprepade enheter av nukleotider. Ribos är sockerkomponenten i RNA och de fyra baserna cytosin, adenin, guanin och uracil.

Processen att göra kopian från DNA kallas transkription. Det är då cellen gör en kopia (eller "transkription") av DNA:t. Kopian av DNA kallas RNA eftersom den använder en annan typ av nukleinsyra som kallas ribonukleinsyra. DNA, som är en dubbel helix, transkriberas eller kopieras till en enda helix - RNA:t.

Därefter omvandlas RNA (eller "översätts") till en sekvens av aminosyror som utgör proteinet. Översättningsprocessen för att göra det nya proteinet från RNA-instruktionerna sker i en komplex maskin i cellen som kallas ribosomen.

Tre allmänna klasser av RNA-molekyler är involverade i att uttrycka de gener som kodas i en cells DNA.

budbärar-RNA (mRNA)-molekyler bär de kodande sekvenserna för proteinsyntes och kallas transkript;

ribosomalt RNA (rRNA)-molekyler utgör kärnan i en cells ribosomer (de strukturer i vilka proteinsyntes äger rum),

överföra RNA (tRNA) molekyler bär aminosyror till ribosomerna under proteinsyntesen.

I eukaryota celler har varje klass av RNA sitt eget polymeras, medan, i prokaryota celler, ett enda RNA-polymeras syntetiserar de olika klasserna av RNA.

Nukleinsyrors betydelse

Nukleinsyror bärs på kromosomerna inuti cellens kärna. De är ansvariga för att överföra de genetiska egenskaperna från en generation till en annan när celler delar sig.

• DNA bär den genetiska informationen som är ansvarig för att skapa den levande organismens särdrag och organiserar alla vitala aktiviteter i cellen.
• Å andra sidan transkriberas RNA från nukleinsyra-DNA och överförs till cytoplasman för att användas av cellen för att syntetisera de proteiner som är ansvariga för att skapa de genetiska egenskaperna och de som är ansvariga för att organisera de vitala aktiviteterna.

Sammanfattning: Funktioner hos DNA och RNA

Lektionssammanfattning

• Nukleinsyror är stora biomolekyler som är ansvariga för två saker - att kontrollera de viktiga biosyntetiska cellaktiviteterna och föra ärftlig information från en generation till en annan.
• Två huvudtyper av nukleinsyror är deoxiribonukleinsyra (DNA) och ribonukleinsyra (RNA).
• Tre komponenter i nukleinsyror är socker (pentos), fosforsyra och kvävehaltiga baser (pyrimidiner och puriner).
• Det finns två grundläggande typer av socker i nukleinsyror: deoxiribossocker i DNA och ribossocker i RNA
• Kvävehaltiga baser är - Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C) och Tymin (T) i en DNA-molekyl och Uracil (U) i en RNA-molekyl. Uracil finns endast i RNA istället för tymin i DNA.
• DNA existerar i allmänhet som två strängar som är sammanlänkade med vätebindningar, vilket ger en dubbelspiralstruktur.
• RNA är nästan identiskt med DNA, förutom att sockret har en extra OH-grupp och uracil används istället för tymin.
• DNA utgör det genetiska materialet; RNA är ansvarigt för proteinsyntesen.