На цьому уроці ми навчимося
Нуклеїнові кислоти - це великі біомолекули, які є найважливішими для безперервності життя. Вони містяться в ядрі та цитоплазмі клітини. Вони відповідають за контроль важливої біосинтетичної діяльності клітин, а також за передачу спадкової інформації від одного покоління до іншого. Тому нуклеїнові кислоти є надзвичайно важливими макромолекулами.
Це природні хімічні сполуки, які здатні розщеплюватися з утворенням фосфорної кислоти, цукрів і суміші органічних основ (пуринів і піримідину).
Вони пов'язані з хромосомами. Вони передають у цитоплазму різну інформацію.
Існує два основних типи нуклеїнових кислот - дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) і рибонуклеїнова кислота (РНК).
ДНК становить генетичний матеріал у всіх живих організмах, починаючи від одноклітинних бактерій і закінчуючи багатоклітинними ссавцями. У еукаріот він міститься в ядрі, а також у хлоропластах і мітохондріях. У прокаріотів він не укладений у мембранну оболонку, а вільно плаває в цитоплазмі. Весь генетичний вміст клітини відомий як її геном, а вивчення геномів – геноміка.
Уся генетична або спадкова інформація в клітині зберігається в закодованій формі в молекулах, відомих як ДНК. Генетична або спадкова інформація стосується всієї інформації, необхідної для відтворення, а також для підтримки нового організму. ДНК реплікується і розподіляється в дочірніх клітинах під час поділу клітин. Тому спадкова інформація передається від однієї клітини до іншої і від одного покоління організму до іншого.
ДНК є основним сховищем генетичної інформації. За допомогою транскрипції інформація передається в молекули РНК . Процес трансляції РНК призводить до синтезу білків. РНК допомагає в експресії цієї інформації у вигляді специфічних моделей синтезу білка. РНК є генетичним матеріалом деяких вірусів, але він також міститься в усіх живих клітинах, де він відіграє важливу роль у певних процесах, таких як утворення білків.
У вищих клітинах ДНК в основному міститься в ядрі як частина хромосом. Невеликі кількості ДНК знаходяться в цитоплазмі в хлоропластах і мітохондріях. РНК присутня як в цитоплазмі, так і в ядрі. Синтез РНК відбувається в ядрі, а синтез білка — в цитоплазмі.
Нуклеїнові кислоти складаються з цукру (пентози), фосфорної кислоти та азотистих основ (піримідинів і пуринів). Молекула нуклеїнової кислоти має лінійний полімер, де нуклеотиди з’єднані разом через фосфодіефір або зв’язок.
Нижче наведена ілюстрація нуклеотиду ДНК:
Нижче наведена ілюстрація нуклеотиду РНК:
Давайте обговоримо кожну з трьох одиниць нуклеїнових кислот:
Пентозний цукор
Існує два основних типи цукру в нуклеїнових кислотах:
Різниця між цукрами в наявності гідроксильної групи на другому вуглеці рибози і водню на другому вуглеці дезоксирибози. Атоми вуглецю в молекулі цукру пронумеровані як 1', 2', 3', 4' і 5' (1' читається як «один штрих»).
Фосфатна група
Вони з’єднані з атомом вуглецю під номером 5 молекули цукру.
Азотиста основа
Азотиста основа — це органічні молекули, названі так тому, що вони містять вуглець і азот.
Азотисті основи – аденін (А), гуанін (Г), цитозин (Ц) і тимін (Т) у молекулі ДНК і урацил (U) у молекулі РНК. Урацил міститься лише в РНК замість тиміну в ДНК. Кожна основа з'єднана з атомом вуглецю номер 1 молекули цукру. Нуклеїнові кислоти відрізняються різницею азотистих основ, що їх утворюють.
Аденін і гуанін відносять до пуринів. Первинна структура пурину складається з двох вуглецево-азотних кілець. Цитозин, тимін і урацил класифікуються як піримідини, які мають єдине вуглецево-азотне кільце як свою первинну структуру. Кожне з цих основних вуглець-азотних кілець має різні функціональні групи, приєднані до нього.
Дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК)
Це становить приблизно 9% ядра. Хімічно він складається з трьох основних компонентів: основ, цукру та фосфорної кислоти.
Рибонуклеїнова кислота (РНК)
РНК в основному міститься в ядерці, але в невеликих кількостях також міститься в хромосомах. Невеликі кількості РНК також містяться в хлоропластах і мітохондріях. РНК - це молекула з довгим ланцюгом, що складається з повторюваних одиниць нуклеотидів. Рибоза є цукровим компонентом РНК і чотирьох основ цитозину, аденіну, гуаніну та урацилу.
Процес створення копії з ДНК називається транскрипцією. Це коли клітина робить копію (або «транскрипт») ДНК. Копія ДНК називається РНК, тому що вона використовує інший тип нуклеїнової кислоти, яка називається рибонуклеїнова кислота. ДНК, яка є подвійною спіраллю, транскрибується або копіюється в єдину спіраль — РНК.
Далі РНК перетворюється (або «перекладається») на послідовність амінокислот, які утворюють білок. Процес трансляції створення нового білка з інструкцій РНК відбувається в складній машині в клітині, яка називається рибосомою.
Три загальні класи молекул РНК беруть участь у експресії генів, закодованих у ДНК клітини.
молекули інформаційної РНК (мРНК) несуть кодуючі послідовності для синтезу білка і називаються транскриптами;
молекули рибосомної РНК (рРНК) утворюють серцевину рибосом клітини (структури, в яких відбувається синтез білка),
Молекули транспортної РНК (тРНК) переносять амінокислоти до рибосом під час синтезу білка.
В еукаріотичних клітинах кожен клас РНК має власну полімеразу, тоді як у прокаріотичних клітинах одна РНК-полімераза синтезує різні класи РНК.
Нуклеїнові кислоти переносяться по хромосомах всередині ядра клітини. Вони відповідають за передачу генетичних ознак від одного покоління до іншого, коли клітини діляться.
| ДНК | РНК | |
| функція | Сховище генетичної інформації | Бере участь у синтезі білка та регуляції генів; носій генетичної інформації в деяких вірусах |
| цукор | Дезоксирибоза | Рибоза |
| Структура | Подвійна спіраль | Зазвичай одноланцюгові |
| Бази | C, T, A, G | C, U, A, G |
