genellik
Nükleik asitler, canlı hücreler içinde varlığı ve düzgün işleyişi, ikincisinin hayatta kalması için gerekli olan büyük biyolojik moleküller DNA ve RNA'dır.
Jenerik bir nükleik asit, çok sayıda nükleotidin lineer zincirlerde birleşmesinden türetilir.
Şekil: DNA molekülü.
Nükleotitler, yapılarına üç elementin katıldığı küçük moleküllerdir: bir fosfat grubu, bir azotlu baz ve bir 5 karbonlu şeker.
Nükleik asitler, hücresel mekanizmaların doğru uygulanması için gerekli moleküller olan proteinlerin sentezinde işbirliği yaptıklarından, bir organizmanın hayatta kalması için hayati öneme sahiptir.
DNA ve RNA bazı açılardan birbirinden farklıdır.
Örneğin, DNA iki antiparalel nükleotid zincirine sahiptir ve 5 karbonlu bir şeker olarak deoksiriboza sahiptir. RNA ise genellikle tek bir nükleotit zincirine sahiptir ve 5 karbon atomlu bir şeker olarak riboz içerir.
Nükleik asitler nelerdir?
Nükleik asitler, canlıların hücrelerinin içinde varlığı, ikincisinin hayatta kalması ve doğru gelişimi için gerekli olan biyolojik makromoleküller DNA ve RNA'dır.
Başka bir tanıma göre, nükleik asitler, çok sayıda nükleotidin uzun lineer zincirlerde birleşmesinden kaynaklanan biyopolimerlerdir.
Biyopolimer veya doğal polimer, monomer adı verilen, hepsi aynı moleküler birimlerden oluşan büyük bir biyolojik bileşiktir.
NÜKLEİK ASİTLER: KİMİN ELİNDE?
Nükleik asitler sadece ökaryotik ve prokaryotik organizmaların hücrelerinde değil, aynı zamanda virüsler gibi hücresiz yaşam formlarında ve mitokondri ve kloroplastlar gibi hücresel organellerde bulunur.
Genel yapı
Yukarıdaki tanımlara dayanarak, nükleotitler, nükleik asitler DNA ve RNA'yı oluşturan moleküler birimlerdir.
Bu nedenle, nükleik asitlerin yapısına ayrılmış bu bölümün ana konusunu temsil edeceklerdir.
GENEL NÜKLEOTİT YAPISI
Jenerik bir nükleotid, üç elementin birleşmesinin sonucu olan organik yapıya sahip bir bileşiktir:
- Fosforik asidin bir türevi olan bir fosfat grubu;
- Bir pentoz, yani 5 karbon atomlu bir şeker;
- Aromatik bir heterosiklik molekül olan azotlu bir baz.
Pentoz, fosfat grubu ve azotlu baz ona bağlandığından, nükleotitlerin merkezi elementini temsil eder.
Şekil: Bir nükleik asidin jenerik nükleotidini oluşturan elementler. Görülebileceği gibi, fosfat grubu ve azot bazı şekere bağlanır.
Pentoz ve fosfat grubunu bir arada tutan kimyasal bağ bir fosfodiester bağıdır, pentoz ve azotlu bazı bağlayan kimyasal bağ ise bir N-glikosidik bağdır.
PENTOS, DİĞER ELEMENTLERLE ÇEŞİTLİ BAĞLANTILARA NASIL KATILMAKTADIR?
Öncül: kimyagerler, organik molekülleri oluşturan karbonları, çalışmalarını ve açıklamalarını basitleştirecek şekilde numaralandırmayı düşündüler. O halde burada, bir pentozun 5 karbonu şu hale gelir: karbon 1, karbon 2, karbon 3, karbon 4 ve karbon 5.
Sayı atama kriteri oldukça karmaşıktır, bu nedenle açıklamayı dışarıda bırakmanın uygun olduğunu düşünüyoruz.
Nükleotidlerin pentozunu oluşturan 5 karbondan azotlu baz ve fosfat grubuyla bağlarda yer alanlar sırasıyla karbon 1 ve karbon 5'tir.
- Pentoz karbon 1 → N-glikosidik bağ → nitrojen bazı
- Pentoz karbon 5 → fosfodiester bağı → fosfat grubu
NÜKLEİK ASİTLERİN NÜKLEOTİTLERİNİ BAĞLAYAN KİMYASAL BAĞ NEDİR?
Şekil: Bir pentozun yapısı, onu oluşturan karbonların ve azot bazı ve fosfat grubuyla olan bağların numaralandırılması.
Nükleik asitleri oluştururken, nükleotidler kendilerini daha iyi filamentler olarak bilinen uzun doğrusal zincirler halinde düzenlerler.
Bu uzun zincirleri oluşturan her nükleotit, pentozunun karbon 3'ü ile hemen takip eden nükleotidin fosfat grubu arasındaki bir fosfodiester bağı vasıtasıyla bir sonraki nükleotide bağlanır.
UZUNLUKLAR
Nükleik asitleri oluşturan nükleotid dizileri (veya polinükleotid dizileri), 5 "uç ("beş asal" okuyun) ve 3" uç ("üç asal" okuyun) olarak bilinen iki uca sahiptir. Geleneksel olarak, biyologlar ve genetikçiler, "son 5"in bir nükleik asit oluşturan bir ipliğin başını temsil ettiğini, "son 3"ün ise kuyruğunu temsil ettiğini belirlemişlerdir.
Kimyasal açıdan, nükleik asitlerin "5 ucu", zincirin ilk nükleotidinin fosfat grubu ile çakışırken, nükleik asitlerin "3 ucu", karbon 3 üzerindeki hidroksil (OH) grubu ile çakışmaktadır. son nükleotidin.
Bu organizasyon temelinde, genetik ve moleküler biyoloji kitaplarında bir nükleik asidin nükleotid zincirleri şu şekilde tanımlanır: P-5 "→ 3" -OH.
* Not: P harfi, fosfat grubunun fosfor atomunu gösterir.
Tek bir nükleotide 5 "uç ve 3" uç kavramlarını uygulayarak, ikincisinin "5 ucu" karbon 5'e bağlı fosfat grubu, 3 "ucu ise karbon 3'e birleştirilmiş hidroksil grubudur.
Her iki durumda da, s "okuyucuyu sayısal tekrara dikkat etmeye davet eder: uç 5" - karbon 5 üzerindeki fosfat grubu ve son 3 "- karbon 3 üzerindeki hidroksil grubu.
Genel işlev
Nükleik asitler, proteinlerdeki genetik bilgiyi içerir, taşır, deşifre eder ve ifade eder.
Amino asitlerden oluşan proteinler, canlı bir organizmanın hücresel mekanizmalarını düzenlemede temel bir rol oynayan biyolojik makromoleküllerdir.
Genetik bilgi, nükleik asit zincirlerini oluşturan nükleotidlerin dizisine bağlıdır.
tarihin ipuçları
1869'da gerçekleşen nükleik asitlerin keşfinin kredisi, İsviçreli doktor ve biyolog Friedrich Miescher'e aittir.
Miescher bulgularını, iç bileşimlerini daha iyi anlamak amacıyla lökositlerin hücre çekirdeğini incelerken yaptı.
Miescher'in deneyleri, DNA'nın (Watson ve Crick, 1953'te) ve RNA'nın yapısının tanımlanmasına yol açan bir dizi çalışmayı başlattıkları için moleküler biyoloji ve genetik alanında bir dönüm noktasını temsil etti. genetik kalıtım ve protein sentezinin kesin süreçlerinin tanımlanması.
ADININ KÖKENİ
Nükleik asitler bu isme sahiptir, çünkü Miescher onları lökositlerin çekirdeğinde (çekirdek - nükleik) tanımlamış ve bunların bir fosforik asit türevi (fosforik asit - asitlerin türevi) olan fosfat grubunu içerdiklerini keşfetti.
DNA
Bilinen nükleik asitler arasında DNA en ünlüsüdür, çünkü canlı bir organizmanın hücrelerinin gelişimini ve büyümesini yönlendirmeye hizmet eden genetik bilgi (veya genler) deposunu temsil eder.
Kısaltma DNA, deoksiribonükleik asit veya deoksiribonükleik asit anlamına gelir.
ÇİFT SARMAL
1953'te, "nükleik asit DNA'sının yapısını açıklamak için, biyologlar James Watson ve Francis Crick - daha sonra doğru olduğu ortaya çıkan - sözde "çift sarmal" modelini önerdiler.
"Çift sarmal" modeline göre DNA, iki uzun antiparalel nükleotit dizisinin birleşmesinden ve birbirine dolanmasından kaynaklanan büyük bir moleküldür.
"Antiparalel" terimi, iki filamentin zıt yönelime sahip olduğunu belirtir, yani: bir filamentin başı ve kuyruğu, sırasıyla diğer filamentin kuyruğu ve başı ile etkileşime girer.
"Çift sarmal" modelinin bir diğer önemli noktasına göre, DNA nükleik asidinin nükleotidleri, azotlu bazlar her bir spiralin merkez eksenine doğru yönlendirilirken, pentoz ve fosfat grupları yapı iskelesini oluşturacak şekilde bir düzene sahiptir. ikincisi.
DNA'NIN PENTOZU NEDİR?
DNA nükleik asidinin nükleotidlerini oluşturan pentoz deoksiribozdur.
Bu 5 karbonlu şeker, adını karbon 2'deki oksijen eksikliğine borçludur. Sonuçta, deoksiriboz "oksijensiz" anlamına gelir.
Şekil: deoksiriboz.
Deoksiribozun varlığından dolayı, DNA nükleik asidinin nükleotitlerine deoksiribonükleotitler denir.
NÜKLEOTİT TÜRLERİ VE AZOT BAZLARI
DNA nükleik asidinde 4 farklı tip deoksiribonükleotit bulunur.
4 farklı deoksiribonükleotid tipini ayırt etmek için sadece nitrojen bazı, pentoz-fosfat grubu oluşumuna bağlı (nitrojen bazının aksine asla değişmez).
Bu nedenle, bariz nedenlerle, DNA'nın azotlu bazları 4'tür, özellikle: adenin (A), guanin (G), sitozin (C) ve timin (T).
Adenin ve guanin, çift halkalı aromatik heterosiklik bileşikler olan purinler sınıfına aittir.
Sitozin ve timin ise tek halkalı aromatik heterosiklik bileşikler olan pirimidinler kategorisine girer.
Watson ve Crick, "çift sarmal" modeliyle, DNA'daki azotlu bazların organizasyonunun ne olduğunu da açıkladılar:
- Bir filamentin her bir azotlu bazı, hidrojen bağları vasıtasıyla, antiparalel filament üzerinde bulunan bir azotlu bazı birleştirir ve etkili bir şekilde bir çift, bir baz çifti oluşturur.
- İki filamentin azotlu bazları arasındaki eşleşme oldukça spesifiktir.Aslında adenin sadece timine bağlanırken sitozin sadece guanine bağlanır.
Bu önemli keşif, moleküler biyologları ve genetikçileri, adenin ile timin ve sitozinin guanin ile bağlanmasının benzersizliğini belirtmek için "azotlu bazlar arasındaki tamamlayıcılık" ve "azotlu bazlar arasındaki tamamlayıcı eşleşme" terimlerini türetmeye teşvik etti. .
YAŞAYAN HÜCRELERİN İÇİNDE NEREDE BULUR?
Ökaryotik organizmalarda (hayvanlar, bitkiler, mantarlar ve protistler), DNA nükleik asidi, bu hücresel yapıya sahip tüm hücrelerin çekirdeğinde bulunur.
Prokaryotik organizmalarda (bakteriler ve arkeler), prokaryotik hücrelerde çekirdek bulunmadığından DNA nükleik asidi sitoplazmada bulunur.
RNA
Doğada var olan iki nükleik asit arasında RNA, DNA nükleotidlerini proteinleri oluşturan amino asitlere çeviren biyolojik makromolekülü temsil eder (protein sentezi süreci).
Aslında, nükleik asit RNA'sı, nükleik asit DNA'sı üzerinde rapor edilen bir genetik bilgi sözlüğü ile karşılaştırılabilir.
Kısaltma RNA, ribonükleik asit anlamına gelir.
DNA'DAN AYIRILAN FARKLAR
Nükleik asit RNA, DNA ile karşılaştırıldığında birkaç farklılığa sahiptir:
- RNA, genellikle tek bir nükleotid dizisinden oluşan DNA'dan daha küçük bir biyolojik moleküldür.
- Ribonükleik asidin nükleotidlerini oluşturan pentoz ribozdur Deoksiribozun aksine ribozun 2. karbonunda bir oksijen atomu vardır.
Biyologların ve kimyagerlerin RNA'ya ribonükleik asit adını vermelerinin nedeni riboz şekerinin varlığıdır. - RNA nükleotitleri ayrıca ribonükleotitler olarak da bilinir.
- Nükleik asit RNA, DNA ile 4 azotlu bazdan sadece 3'ünü paylaşır.Aslında timin yerine azotlu urasil bazına sahiptir.
- RNA, çekirdekten sitoplazmaya kadar hücrenin çeşitli bölümlerinde bulunabilir.
RNA TÜRLERİ
Şekil: riboz.
Canlı hücrelerde nükleik asit RNA'sı dört ana formda bulunur: taşıma RNA'sı (veya RNA transferi veya tRNA), haberci RNA (veya RNA habercisi veya mRNA), ribozomal RNA (veya ribozomal RNA veya rRNA) ve küçük nükleer RNA (o küçük nükleer RNA veya snRNA).
Farklı spesifik roller oynamalarına rağmen, yukarıda belirtilen dört RNA formu ortak bir amaç için işbirliği yapar: DNA'da bulunan nükleotid dizilerinden başlayarak proteinlerin sentezi.
yapay modeller
Son yıllarda, moleküler biyologlar laboratuvarda "yapay" sıfatıyla tanımlanan birkaç nükleik asit sentezlediler.
Yapay nükleik asitler arasında özellikle anılmayı hak ediyor: TNA, PNA, LNA ve GNA.
