الهيكل والخصائص
نووي الأحماض هي جزيئات حيوية موجودة في جميع الكائنات الحية على الأرض. يتم التمييز بين الحمض النووي الريبي (RNA، RNA، ribonucleic acid) و deoxyribonucleic acid (DNA، DNA، deoxyribonucleic acid). نووي الأحماض هي بوليمرات تتكون من ما يسمى بالنيوكليوتيدات. يتكون كل نوكليوتيد من الوحدات الثلاث التالية:
- السكر (الكربوهيدرات ، السكريات الأحادية ، البنتوز): الريبوز في الحمض النووي الريبي ، 2`-deoxyribose في DNA.
- فوسفات غير عضوي (حمض الفسفوريك، كما الاستر ).
- النواة العضوية أساس: قواعد البيورين: الأدينين ، الجوانين. قواعد بيريميدين: السيتوزين ، الثايمين (في الحمض النووي) واليوراسيل (في الحمض النووي الريبي).
عبر ارتباط phosphodiester ، نووي الأحماض في بعض الأحيان تشكل سلاسل خطية طويلة للغاية. يتكون العمود الفقري بالتناوب من وحدات الفوسفات والسكر. المختلف أساس تعلق على السكريات. تنتهي الخيوط عند الطرف 5′ (الفوسفات) وعند الطرف 3′ (مجموعة الهيدروكسيل) وبالتالي يكون لها اتجاه واحد (5′3 ′ أو العكس). يتم تصنيع الأحماض النووية بواسطة بوليميراز مثل DNA polymerase (DNA) أو RNA polymerase (RNA). مركب السكر ذو القاعدة يسمى نوكليوزيد في غياب الفوسفات. يتم التمييز بين ribonucleosides و deoxyribonucleosides. على سبيل المثال ، تسمى القاعدة الأدينين ، والنيوكليوزيد الأدينوساين و deoxynucleoside deoxyadenosine. للنيوكليوتيدات أو النيوكليوسيدات الفسفورية وظائف أخرى في الكائن الحي ، على سبيل المثال ، كحاملات للطاقة (الأدينوساين ثلاثي الفوسفات) أو لنقل الإشارة (غوانوزين أحادي الفوسفات الدوري ، cGMP).
حمض ديوكسي ريبونوكلييك (دنا).
عادة ما يكون حمض الديوكسي ريبونوكلييك (DNA) مزدوج الشريطة وله بنية حلزونية مزدوجة ومضادة للتوازي. هذا يعني أن الخيطين يعملان في الاتجاه المعاكس. تم العثور على القواعد الأربعة التالية في الحمض النووي:
- البيورينات: الأدينين (أ) ، الجوانين (ز).
- بيريميدينات: ثايمين (T) ، سيتوزين (C)
• أساس من الخيطين تشكل ما يسمى أزواج القاعدة عبر الهدرجة سندات. إما بين الأدينين والثايمين (A = T) أو بين الجوانين والسيتوزين (G≡C).
حمض الريبونوكليك (RNA)
الحمض النووي الريبي (RNA) ، على عكس الحمض النووي ، عادة ما يكون أحادي الجديلة ويحتوي على اليوراسيل (U) بدلاً من الثايمين. علاوة على ذلك ، السكر الريبوز بدلا من 2`-deoxyribose في DNA. يختلف هذان السكران فقط في مجموعة هيدروكسي واحدة ، وهي مفقودة في 2`-deoxyribose (deoxy = بدون أكسجين). يمكن للحمض النووي الريبي أن يفترض بنى مختلفة جدًا في الفضاء توجد أنواع مختلفة مع مهام مختلفة:
- رسول RNA (مرنا): النسخ.
- Ribosomal RNA (rRNA): بالاشتراك مع البروتينات، مكون الريبوسومات.
- نقل الحمض النووي الريبي (الحمض النووي الريبي): تخليق البروتين.
In الفيروسات، يمكن أن يتولى الحمض النووي الريبي وظيفة الحمض النووي كناقل للمعلومات الجينية ، على سبيل المثال ، في تأثير الفيروسات or التهاب الكبد C الفيروسات. يشار إلى هذه باسم فيروسات RNA.
الكود الجيني والنسخ والترجمة.
ثلاث قواعد متتالية في كل رمز DNA أو mRNA (كودون) للحمض الأميني ، اللبنات الأساسية لـ البروتينات. يتم نسخ أقسام الحمض النووي أولاً إلى mRNA (messenger RNA) أثناء النسخ. تشكيل البروتينات من الرنا المرسال في الريبوسوم يسمى الترجمة.
الوظيفة والأهمية
للأحماض النووية أهمية أساسية كمخازن للمعلومات. يحتوي الحمض النووي على المعلومات المطلوبة لتكوين كل كائن حي وتطوره وتوازنه. هذا هو في المقام الأول تسلسل الأحماض الأمينية في البروتينات. يتم أيضًا "تخزين" تسلسل الحمض النووي الريبي (الرنا الريباسي) والرنا الريباسي في الحمض النووي. مهام الأحماض النووية الريبية (RNA) أوسع. مثل الحمض النووي ، هم ناقلات المعلومات ، ولكن لديهم أيضًا وظائف هيكلية وتحفيزية ووظائف التعرف. تكشف الأحماض النووية أن الكائنات الحية على الأرض مرتبطة ببعضها البعض وتنحدر من سلف مشترك كان موجودًا منذ أكثر من 3.5 مليار سنة. وبالتالي ، فإن علم الوراثة يوفر إجابات للأسئلة الأساسية حول الحياة.
الأحماض النووية في المستحضرات الصيدلانية (أمثلة).
نظائر النيوكليوزيد مثل الأسيكلوفير or بينسيكلوفير تدار لعلاج الالتهابات الفيروسية. إنها مشتقات من النيوكليوسيدات التي تؤدي إلى إنهاء السلسلة بعد الفسفرة ودمجها في الحمض النووي الفيروسي لأن جزء السكر غير مكتمل. إنها ركائز خاطئة تتداخل مع تكرار الحمض النووي المخدرات كما تمارس تأثيرها على مستوى الحمض النووي. التثبيط أو مضادات الأيض لها وظيفة مماثلة. يتم استخدامها ل سرطان علاج نفسي. أنها تمنع انقسام الخلايا وتؤدي إلى موت الخلايا سرطان الخلايا. تُستخدم العلاجات الجينية المختلفة لتعديل مقاطع الحمض النووي ، على سبيل المثال باستخدام كريسبر-Cas9 طريقة. يتم ذلك ، على سبيل المثال ، بهدف تصحيح الطفرة التي تسبب المرض. في العلاج الجيني ، يمكن أيضًا إدخال الأحماض النووية في الخلايا غير المدمجة في الجينوم. تقع في الخارج ، ولكنها تستخدم أيضًا في تخليق البروتين (مثل onasemnogen abeparvovec). الحمض النووي الريبي المتداخل الصغير (سيرنا) عبارة عن شظايا قصيرة من الحمض النووي الريبي تؤدي إلى التدهور الانتقائي للرنا المرسال التكميلي في الكائن الحي. بهذه الطريقة ، تمنع على وجه التحديد التعبير الجيني وتشكيل البروتينات. علاوة على ذلك ، كثير المخدرات تتفاعل مع الأحماض النووية وتؤثر على التعبير الجيني. الأمثلة النموذجية هي السكرية, هرمون الاستروجين, الأندروجينات والريتينويدات. ترتبط بالمستقبلات داخل الخلية ، والتي ترتبط لاحقًا بالحمض النووي وتؤثر على تخليق البروتين. بالإضافة إلى ذلك ، تلعب الأحماض النووية دورًا مهمًا جدًا في التشخيص واكتشاف الأدوية وإنتاجها البيولوجية (على سبيل المثال، الأنسولين, الأجسام المضادة) ، من بين تطبيقات أخرى.
