2.2.7. Нуклеинови киселини / 2.2.8. Хранителни изисквания
Съдържание
2.2.7. Нуклеинова киселина
В статия от списание Nature през април 1953 г. Джеймс Уотсън (1928-) и Франсис Крик (1916-2004) предлагат структурата на двойната спирала за ДНК молекулата (дезоксирибонуклеинова киселина).
Откриването на тази структура е от основно значение за разбирането на функцията на ДНК като молекула носител за генетична информация и трансцендентално поради дълбокото значение, което трансферът на информация има във всички биологични процеси.
Основната единица за наследяване, т.нар ген, най-накрая биха могли да бъдат свързани с физическа структура: гените са ДНК.
The генната експресия се отнася до всички процеси, чрез които клетката преобразува генетичната информация в протеини.
В живата клетка потокът от генетична информация следва прост модел:
Транскрипция ↓ ↑ Обратна транскрипция
Тоест: генетичната информация от ДНК се транскрибира в РНК и се трансформира в протеини.
2.2.7.1. ДНК
Структурата на ДНК е a двойна спирала, образуван от две антипаралелни и комплементарни нуклеотидни вериги. И двете вериги се движат по дължина, завъртайки се по посока на часовниковата стрелка около ос.
Всеки нуклеотид се състои от азотна основа, дезоксирибоза и фосфатна група:
1. А азотна основа
Това е плоска молекула, с една или две пръстени в структурата си, която неизменно съдържа азот. В ДНК азотните основи са:
две. Дезоксирибоза
Това е петвъглеродна захар, чийто 1 'въглерод е прикрепен към азот на азотната основа. Като характеристика въглеродът 2 'няма връзка с кислорода.
3. А Фосфатна група
Фосфатът е прикрепен към 5 'въглерод на дезоксирибоза. В ДНК азотните основи образуват допълващи се двойки, свързани с водородни връзки, а плоските им повърхности са перпендикулярни на оста на двойната спирала.
A-T. Две водородни връзки се присъединяват към аденин и тимин
G-C. Три водородни връзки свързват гуанин и цитозин
Равнината на всяка дезоксирибоза е почти перпендикулярна на равнината на азотната основа, към която е прикрепена, и е разположена от външната страна на молекулата.
Във всяка верига 3 'въглеродът на един нуклеотид е свързан с 5' въглерода на следващия нуклеотид чрез фосфодиестерна връзка. Така 5 'краят на веригата завършва с фосфат, докато 3' краят завършва със свободната хидроксилна група (-OH) на захарта.
Нуклеотидната последователност на веригата винаги е посочена 5 '→ 3' и двете вериги са антипаралелни, тъй като основите на едната следват една посока, докато тези на другата следват обратната посока. Например,
5 ’C A G A T G A A G A A A C T G A G G C A 3’
3 ’G T C T A C T T C T T T G A C T C C G T 5’
Тази последователност съответства на базови двойки 50 300 250 до 50 300 269 на хромозома 1 на Homo sapiens.
The геном е пълната последователност на ДНК основите и съдържа информацията, необходима за изграждането на цялостен организъм.
Пълната карта на човешкия геном може да бъде намерена в публичната база данни на Wellcome Trust Sanger Institute (sanger.ac.uk).
Хромозомните диаграми са изключително податливи на амплификация, за да се разгърнат базовите последователности в ДНК.
Няколкостотин генома са секвенирани и още по-голям брой съответстват на проекти за секвениране на геноми, които все още са в процес.
2.2.7.2. РНК
РНК е молекула, много подобна на ДНК, но структурно и функционално и двете имат забележими разлики. РНК също е верига от нуклеотиди и всеки от тях е изграден от азотна основа, рибоза и фосфатна група.
1. А азотна основа, Какво може да бъде:
- Аденин
- Гуанин
- Цитозин
- Урацил (U)
За разлика от ДНК, РНК не съдържа тимин, а урацил.
две. Рибоза
2 'въглеродът на рибозата има връзка с кислорода, докато дезоксирибозата на ДНК няма.
3. А Фосфатна група
Фосфатът е прикрепен към 5 'въглерода на рибозата.
По този начин основната разлика между ДНК и РНК е, че ДНК се състои от дезоксирибонуклеотиди; и РНК, чрез рибонуклеотиди.
В клетка РНК може да бъде намерена като единична верига, частично образуваща двойни вериги или свързана с протеини в сложни функционални структури.
Афинитетът към комплементарната верига е присъщ на структурата на нуклеиновите киселини и образуването на двойки основи е точно, независимо дали комплементарната верига е ДНК или РНК.
Това точно образуване на двойка основи се използва от клетката, за да транскрибира последователността на ДНК сегмент в РНК.
Шаблон ДНК 3 'G T C T A C T T C T T T G A C T C C G T 5'
РНК, която се синтезира 5 'C A G A U G A A G A A A → 3
Транскрипция е процесът на синтез на РНК верига, чиято последователност е идентична с тази на ДНК веригата.
Транскрипцията се извършва само върху една ДНК верига, шаблонната верига, която може да бъде всяка от двете; другият се нарича низ на кодера. Ензимът, който транскрибира ДНК, за да синтезира РНК, се нарича РНК полимераза.
Има три основни типа РНК:
1. Messenger РНК (MRNA)
Това е линейна верига с дължина от 500 до 10 000 основи. Нарича се пратеник РНК, тъй като носи съобщението за генетична информация от ДНК до местата на протеинов синтез в клетката: рибозомите.
В ДНК и следователно в РНК информацията се кодира в последователности от три основи и всяка триплет се нарича кодон.
5 'AAA 3' кодон за лизин в иРНК
Кодоновата последователност определя аминокиселинната последователност в протеиновия синтез.
На следващата фигура последователността от основи 50 300 250 до 50 300 267 на ДНК верига кодира аминокиселинната последователност (от аминокрай до карбоксилен край: N → C):
N Gln Met Lis Lis Leu Arg C
5 ’CAG ATG AAG AAA CTG AGG 3’
В символиката с една буква аминокиселинната последователност е QMKKLR. Преводът е различен, ако четенето на кодона започва в позиция една или две бази, които вървят към 3 'края на последователността.
две. Прехвърлете РНК (TRNA)
Това е къса верига от 74 до 95 нуклеотида, с допълнителен афинитет към себе си. Триизмерната му структура е L, чиито краища са антикодоновите рамена и акцепторите на аминокиселини.
Антикодоновото рамо съдържа точно a антикодон, което е допълващата последователност на кодон: