Ce este acidul nucleic?

Acidul nucleic este esențial pentru toate formele de viață și se găsește în toate celulele. Acidul nucleic se prezintă în două forme naturale numite acid dezoxiribonucleic (ADN) și acid ribonucleic (ARN).

Creditul imaginii: Christoph Burgstedt/.com

Acizii nucleici sunt făcuți din biopolimeri, care sunt seturi repetate de monomeri (care fac polimeri) care apar în mod natural, care creează apoi nucleotide, care formează acizii nucleici.

Pentru a înțelege structura acidului nucleic, este important să înțelegem structura nucleotidelor care alcătuiesc acidul nucleic.

Structura acidului nucleic

Un nucleotid este alcătuit din trei părți care sunt atașate prin legături. Cele trei părți sunt o grupare fosfat, un zahăr cu 5 atomi de carbon și o bază azotată.

Grupa fosfat

Grupa fosfat este alcătuită dintr-un atom de fosfor cu patru atomi de oxigen încărcați negativ atașați de el.

Sucru cu 5 atomi de carbon

Sucrul cu 5 atomi de carbon (cunoscut sub numele de pentoză) include riboza și dezoxiriboza, care sunt prezente în acidul nucleic. Atât riboza, cât și deoxiriboza au cinci atomi de carbon și un atom de oxigen. De atomii de carbon sunt atașați atomi de hidrogen și grupe hidroxil.

În zahărul riboză, există grupe hidroxil atașate la al doilea și al treilea atom de carbon. În zahărul dezoxiriboză, există o grupare hidroxil atașată celui de-al treilea atom de carbon, dar doar un atom de hidrogen este atașat celui de-al doilea atom de carbon.

Baza de azot

Molcula de azot acționează ca o bază în acidul nucleic deoarece poate da electroni altor molecule și poate crea molecule noi prin acest proces. Se poate lega de moleculele de carbon, hidrogen și oxigen pentru a crea structuri inelare.

Structurile inelare se prezintă sub formă de inele simple (pirimidine) și duble (purine). Pirimidinele includ timina, citosina și uracilul. Purinele includ adenina și guanina. Purinele sunt mai mari decât pirimidinele, iar diferențele lor de mărime ajută la determinarea împerecherilor lor în șirurile de ADN.

Legături ale acidului nucleic

Legăturile care țin împreună moleculele de fosfor, zahăr și azot se numesc legături glicozidice și legături esterice.

Legăturile glicozidice se realizează între primul atom de carbon dintr-un zahăr cu 5 atomi de carbon și al nouălea atom de azot dintr-o bază azotată.

Legăturile esterice se realizează între al cincilea atom de carbon dintr-un zahăr cu 5 atomi de carbon și grupa fosfat.

Aceste legături nu numai că țin împreună un singur nucleotid, dar țin împreună și lanțuri de nucleotide care creează polinucleotide ce formează acidul dezoxiribonucleic (ADN) și acidul ribonucleic (ARN).

Pentru a crea aceste lanțuri, grupul fosfat care este legat de al cincilea atom de carbon dintr-un zahăr cu 5 atomi de carbon se va lega de al treilea atom de carbon din următorul zahăr cu 5 atomi de carbon. Acest lucru se va repeta pentru a crea un lanț ținut împreună de o coloană vertebrală de zahăr-fosfat.

Dacă zahărul din acest lanț este un zahăr riboză, se va crea un lanț de ARN.

Pentru a crea ADN, lanțul de ARN se leagă de o polinucleotidă care are o structură similară, dar antiparalelă, cu legături numite legături de hidrogen. Aceste legături de hidrogen leagă între ele pirimidinele și purinele din bazele azotate. Într-un proces numit împerechere de baze complementare, guanina se leagă de citozină, iar adenina se leagă de timină. Acest lucru sporește eficiența energetică a împerecherilor de baze, iar acestea se vor găsi întotdeauna în acest tipar.

Creditul imaginii: Billion Photos/.com

Funcția acidului nucleic

Care tip de acid nucleic îndeplinește o funcție diferită în celulele tuturor ființelor vii.

ADN

ADN-ul este responsabil pentru stocarea și codificarea informației genetice în organism. Structura ADN-ului permite ca informația genetică să fie moștenită de copii de la părinții lor.

Deoarece nucleotidele adenină, timină, guanină și citozină din ADN se împerechează numai într-o anumită secvență (adenină cu timină și guanină cu citozină), de fiecare dată când o celulă se dublează, șirul de ADN poate specifica secvența în care nucleotidele trebuie copiate. Ca atare, pot fi realizate copii exacte ale ADN-ului și pot fi transmise din generație în generație.

În interiorul ADN-ului sunt stocate instrucțiunile pentru toate proteinele pe care le va produce un organism.

ARN

ARN-ul joacă un rol important în sinteza proteinelor și reglează expresia informațiilor stocate în ADN pentru a produce aceste proteine. Este, de asemenea, modul în care informația genetică este transportată în anumiți viruși.

• Diversele funcții ale ARN-ului includ:
• Crearea de noi celule în organism
• Traducerea ADN-ului în proteine
• Actând ca un mesager între ADN și ribozomi
• Ajută ribozomii să aleagă aminoacizii corecți pentru a crea noi proteine în organism.

Aceste funcții sunt îndeplinite de ARN cu nume diferite. Aceste denumiri includ:

• ARN de transfer (ARNt)
• ARN ribozomal (ARNr)
• ARN mesager (ARNm).

ATP

Cu toate acestea, nu toți acizii nucleici sunt implicați în procesarea informațiilor stocate în celule. Acidul nucleic adenozin trifosfat (ATP), alcătuit dintr-o bază azotată adenină, un zahăr riboză cu 5 atomi de carbon și trei grupări fosfat, este implicat în generarea de energie pentru procesele celulare.

Legăturile dintre cele trei grupări fosfat sunt legături de înaltă energie și furnizează celulei energie. Toate celulele vii folosesc ATP pentru energie, pentru a le permite să își îndeplinească funcțiile.

Pentru a furniza energie, ultima grupare fosfat din lanț este îndepărtată, ceea ce eliberează energie. Acest proces transformă ATP în adenozin difosfat (ADP). Îndepărtarea a două grupe fosfat din ATP generează energia necesară pentru a crea adenozin monofosfat (AMP).

ATP poate fi creat din nou printr-un proces de reciclare în mitocondrii care reîncarcă grupele fosfat și le adaugă din nou în lanț.

ATP este implicat în transportul proteinelor și al lipidelor în și din celule, cunoscut sub numele de endocitoză și, respectiv, exocitoză. ATP este, de asemenea, important în menținerea structurii generale a unei celule, deoarece ajută la construirea proprietăților citoscheletale ale celulei.

În ceea ce privește funcțiile corporale specifice, ATP este important în contracția musculară. Aceasta include contracțiile făcute de inimă în timp ce bate, precum și mișcările făcute de grupuri musculare mai mari.

Rezumat

Acidul nucleic este o parte esențială a tuturor ființelor vii și este blocul de construcție atât pentru ADN, cât și pentru ARN. Se găsește în toate celulele și, de asemenea, în unii viruși. Acizii nucleici au un set foarte divers de funcții, cum ar fi crearea celulelor, stocarea și prelucrarea informațiilor genetice, construirea de proteine și generarea de celule energetice.

Deși funcțiile lor pot fi diferite, structurile ADN-ului și ARN-ului sunt foarte asemănătoare, fiind diferențiate doar de câteva diferențe fundamentale în alcătuirea lor moleculară.

Citate

.