Acizi nucleici - Funcție și boli

Acizi nucleici sunt compuse dintr-o serie de nucleotide individuale pentru a forma macromolecule și, ca principală componentă a genelor din nucleele celulare, sunt purtătorii informațiilor genetice și catalizează multe reacții biochimice.

Nucleotidele individuale constau fiecare dintr-un component fosfat și nucleobază, precum și din molecula inelului pentozei riboză sau dezoxiriboză. Eficacitatea biochimică a acizilor nucleici se bazează nu numai pe compoziția lor chimică, ci și pe structura lor secundară, pe dispunerea lor tridimensională.

Cuprins

Ce sunt acizii nucleici?

Blocurile de construcție ale acizilor nucleici sunt nucleotide individuale, fiecare compus dintr-un reziduu de fosfat, monozaharida riboză sau dezoxiriboză, fiecare cu 5 atomi de C aranjați într-un inel și unul dintre cele cinci nucleobaze posibile. Cele cinci nucleobaze posibile sunt adenina (A), guanina (G), citozina (C), timina (T) și uracilul (U).

Nucleotidele care conțin dezoxiriboză ca componentă a zahărului sunt aliniate pentru a forma acizi dezoxiribonucleici (ADN), iar nucleotidele cu riboză ca componentă a zahărului sunt construite în acizi ribonucleici (ARN). Uracilul ca bază nucleică apare exclusiv în ARN. Uracil înlocuiește timina acolo, care poate fi găsită doar în ADN. Aceasta înseamnă că doar 4 nucleotide diferite sunt disponibile pentru structura ADN-ului și ARN-ului.

În limbajul englez și internațional, precum și în articolele tehnice germane, abrevierile ADN (acid desoxiribonucleic) sunt de obicei utilizate în loc de ADN și ARN (acid ribonucleic) în loc de ARN. În plus față de acizii nucleici naturali sub formă de ADN sau ARN, acizii nucleici sintetici sunt dezvoltați în chimie care, ca catalizatori, permit anumite procese chimice.

Anatomie și structură

Plecând de la riboză sau dezoxiriboză prezentă sub formă de inel, fiecare cu 5 atomi de carbon, gruparea nucleobază este conectată la același atom de carbon pentru fiecare nucleotidă printr-o legătură N-glicozidică. N-glicozidic înseamnă că atomul de carbon corespunzător al zahărului este conectat la gruparea NH2 a nucleobazei. Dacă desemnați atomul C cu legătura glicozidică ca numărul 1, atunci - în sensul acelor de ceasornic - atomul C cu numărul 3 este conectat la grupul fosfat al următoarei nucleotide printr-o legătură fosfodiesterică, iar atomul C cu numărul 5 esterificat cu gruparea „proprie” de fosfat. Ambii acizi nucleici, ADN și ARN sunt compuși fiecare din nucleotide de rasă pură.

Aceasta înseamnă că moleculele centrale de zahăr ale nucleotidelor ADN constau întotdeauna din dezoxiriboză, iar cele ale ARN-ului constau întotdeauna din riboză. Nucleotidele unui anumit acid nucleic diferă doar în ordinea celor 4 baze nucleice posibile. ADN-ul poate fi considerat ca benzi subțiri care sunt răsucite și completate de un omolog complementar, astfel încât ADN-ul este de obicei prezent ca o dublă helix. Perechile de baze adenină și timină, precum și guanină și citozină sunt întotdeauna opuse.

Funcție și sarcini

DNS și RNS au sarcini și funcții diferite. În timp ce ADN-ul nu își asumă sarcini funcționale, ARN-ul intervine în diferite procese metabolice. ADN-ul servește ca locație centrală de stocare a informațiilor genetice în fiecare celulă. Conține instrucțiunile de construcție pentru întregul organism și le pune la dispoziție atunci când este necesar.

Structura tuturor proteinelor este stocată în ADN sub formă de secvențe de aminoacizi. În implementarea practică, informațiile codificate ale ADN-ului sunt mai întâi „copiate” prin procesul transcripției și traduse în secvența de aminoacizi corespunzătoare (transcrisă). Toate aceste funcții de lucru complexe necesare sunt realizate de acizi ribonucleici speciali. ARN-ul își asumă astfel sarcina de a forma o singură catenă complementară ADN-ului din nucleul celular și de a-l transporta ca ARN ribozomal prin porii nucleari din nucleul celulei în citoplasmă până la ribozomi, pentru a asambla și sintetiza anumiți aminoacizi în proteinele dorite.

ARNt (ARN de transfer), care constă din lanțuri relativ scurte de aproximativ 70-95 nucleotide, își asumă o sarcină importantă. ARNt are o structură asemănătoare trifoiului. Sarcina lor este de a prelua aminoacizii furnizați în funcție de codificarea de către ADN și de a le pune la dispoziția ribozomilor pentru sinteza proteinelor. Unii ARNt sunt specializați în anumiți aminoacizi, dar alți ARNt sunt responsabili de mai mulți aminoacizi în același timp.

Puteți găsi medicamentele aici

Boli

În rare cazuri excepționale, defecțiunile accidentale pot duce, de asemenea, la o adaptare îmbunătățită a individului la condițiile de mediu și, prin urmare, la efecte pozitive. Replicarea ADN-ului poate duce la modificări spontane (mutații) în gene individuale (mutație genică) sau poate exista o eroare în distribuția cromozomilor pe celule (mutație genomică). Un exemplu binecunoscut de mutație a genomului este trisomia 21 - cunoscută și sub numele de sindrom Down.

Condițiile de mediu nefavorabile sub formă de dietă cu conținut scăzut de enzime, situații stresante persistente, expunerea excesivă la radiațiile UV facilitează deteriorarea ADN-ului, care poate slăbi sistemul imunitar și poate promova formarea celulelor canceroase. Substanțele toxice pot afecta, de asemenea, diferitele funcții ale ARN-ului și pot duce la afectări considerabile.

umfla

• Baenkler, H.-W., și colab.: Scurt manual de medicină internă. Thieme Verlag, Stuttgart 2010
• Lodish și colab.: Molecular Cell Biology. Ediția a IV-a, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 2001
• Neumeister, B. și colab.: Ghiduri clinice pentru diagnosticul de laborator. Elsevier/Urban & Fischer, München 2009

de asemenea poti fi interesat de

La MedLexi.de nu numai că publicăm despre sănătate, medicină și wellness, suntem, de asemenea, entuziasmați de cercetarea medicală actuală și tehnologia medicală. Cercetăm cu plăcere toate subiectele legate de bunăstarea umană și sănătatea sa și explicăm problemele medicale complexe cu standarde jurnalistice ridicate pentru publicul larg.

Cunoștințele medicilor experți pentru domeniile noastre ne ajută să pregătim cunoștințe inteligibile pentru sănătatea dumneavoastră. Investigăm problemele cu curiozitate, le verificăm pe baza situației actuale de cercetare și, de asemenea, analizăm practica medicală zilnică. Ne vedem ca mediatori ai cunoașterii dintre medic și pacient.

---