2.2.7. Nukleinsavak / 2.2.8. Táplálkozási követelmények
Tartalomjegyzék
2.2.7. Nukleinsavak
A Nature magazin 1953. áprilisi cikkében James Watson (1928-) és Francis Crick (1916-2004) a DNS-molekula (dezoxiribonukleinsav) kettős spirálszerkezetét javasolta.
Ennek a struktúrának a felfedezése alapvető fontosságú volt, hogy megértsük a DNS mint genetikai információ hordozómolekulájának működését, és transzcendentális, mivel az információátadásnak minden biológiai folyamatban mély jelentősége van.
Az öröklés alapvető egysége, az ún gén, végül összefüggésbe hozható egy fizikai szerkezettel: a gének DNS-ek.
A génexpresszió minden olyan folyamatra utal, amelynek során egy sejt a genetikai információt fehérjévé alakítja.
Egy élő sejtben a genetikai információ áramlása egyszerű mintát követ:
Átírás ↓ ↑ Fordított átírás
Vagyis: a DNS-ből származó genetikai információt átírják RNS-be és fehérjévé alakítják.
2.2.7.1. DNS
A DNS szerkezete a kettős spirál, két antiparallel és komplementer nukleotidlánc alkotja. Mindkét lánc hosszanti irányban halad az óramutató járásával megegyező irányban egy tengely körül.
Minden nukleotid nitrogénbázisból, dezoxiribózból és foszfátcsoportból áll:
1. A nitrogén bázis
Ez egy lapos molekula, szerkezetében egy vagy két gyűrű, amely mindig nitrogént tartalmaz. A DNS-ben a nitrogén bázisok a következők:
két. Dezoxiribóz
Ez egy öt szénatomos cukor, amelynek 1 'szénatomja a nitrogénes bázis nitrogénjéhez kapcsolódik. Jellemzője, hogy a 2 'szén nem kapcsolódik az oxigénhez.
3. A Foszfátcsoport
A foszfát a dezoxiribóz 5'-szénatomjához kapcsolódik. A DNS-ben a nitrogénbázisok komplementer párokat képeznek, amelyeket hidrogénkötések kötnek össze, és lapos felületeik merőlegesek a kettős spirál tengelyére.
NÁL NÉL. Két hidrogénkötés csatlakozik az adeninhez és a timinhez
G-C. Három hidrogénkötés köti össze a guanint és a citozint
Mindegyik dezoxiribóz síkja majdnem merőleges a nitrogén bázis síkjára, amelyhez kapcsolódik, és a molekula külső oldalán helyezkedik el.
Mindegyik láncban egy nukleotid 3'-szénatomja a következő nukleotid 5'-szénatomjához kapcsolódik. foszfodiészter kötés. Tehát a lánc 5 'vége foszfátban, míg a 3' vége a cukor szabad hidroxilcsoportjában (-OH) végződik.
Egy lánc nukleotidszekvenciája mindig 5 '→ 3' értékű, és mindkét lánc ellentétes, mivel az egyik bázisai az egyik, míg a másik bázisai az ellenkező irányt követik. Például,
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’
Ez a szekvencia megfelel a Homo sapiens 1. kromoszómájának 50 300 250 - 50 300 269 bázispárjának.
A genom a DNS-bázisok teljes szekvenciája, és tartalmazza a teljes organizmus felépítéséhez szükséges információkat.
Az emberi genom teljes térképe megtalálható a Wellcome Trust Sanger Intézet nyilvános adatbázisában (sanger.ac.uk).
A kromoszóma diagramok kivételesen érzékenyek az amplifikációra a DNS bázisszekvenciájának kibontakozásához.
Több száz genomot szekvenáltak, és még nagyobb szám felel meg a még folyamatban lévő genomszekvenálási projekteknek.
2.2.7.2. RNS
Az RNS egy molekula, amely nagyon hasonlít a DNS-hez, de szerkezetileg és funkcionálisan egyaránt jelentős különbségek vannak. Az RNS szintén nukleotidlánc, és mindegyikük nitrogénbázisból, ribózból és foszfátcsoportból áll.
1. A nitrogén bázis, Mi lehet:
- Adenine
- Guanin
- Citozin
- Uracil (U)
A DNS-sel ellentétben az RNS nem timint, hanem uracilt tartalmaz.
két. Ribóz
A ribóz 2'-szénatomja valóban kötődik az oxigénnel, míg a DNS dezoxiribózja nem.
3. A Foszfátcsoport
A foszfát a ribóz 5'-szénatomjához kapcsolódik.
Így a fő különbség a DNS és az RNS között az, hogy a DNS dezoxiribonukleotidokból áll; és RNS, ribonukleotidokkal.
Egy sejtben az RNS egyetlen szálként található meg, részben kettős szálakat képez, vagy összetett funkcionális struktúrában fehérjékkel társul.
A komplementer szál iránti affinitás a nukleinsavak szerkezetében rejlik, és a bázispár-képződés pontos, függetlenül attól, hogy a komplementer szál DNS vagy RNS.
Ezt a pontos bázispár-képződést használja a sejt, hogy egy DNS-szegmens szekvenciáját átírja RNS-be.
Sablon DNS 3 'G T C T A C T T C T T T G A C T C C G T 5'
Szintetizált RNS 5 'C A G A U G A A G A A A → 3
Átírás egy RNS-lánc szintézisének folyamata, amelynek szekvenciája megegyezik egy DNS-lánccal.
A transzkripciót csak egy DNS szálon, a templát szálon hajtják végre, amely lehet a kettő bármelyike; a másikat hívják kódoló karakterlánc. Az enzimet, amely átírja a DNS-t az RNS szintetizálására, RNS-polimeráznak nevezzük.
Az RNS-nek három fő típusa van:
1. Messenger RNS (MRNA)
Ez egy lineáris lánc, amelynek hossza 500-10 000 bázis. Messenger RNS-nek hívják, mert a genetikai információ üzenetét hordozza a DNS-től a sejt fehérjeszintézis helyéig: a riboszómákig.
A DNS-ben és következésképpen az RNS-ben az információt három bázis szekvenciájában kódolják, és minden tripletet ún. kodon.
5 'AAA 3' kodon lizinhez mRNS-ben
A kodonszekvencia meghatározza az aminosav-szekvenciát a fehérjeszintézisben.
A következő ábrán a DNS-szál 50 300 250 - 50 300 267 bázisainak szekvenciája kódolja az aminosav-szekvenciát (aminocsoporttól karboxilvégig: N → C):
N Gln Met Lis Lis Leu Arg C
5 ’CAG ATG AAG AAA CTG AGG 3’
Egybetűs szimbólumban az aminosavszekvencia QMKKLR. A fordítás akkor különbözik, ha a kodon leolvasása a szekvencia 3 'vége felé futó egy vagy két bázisból indul.
két. Transzfer RNS (TRNA)
Ez egy rövid, 74-95 nukleotidot tartalmazó lánc, amely komplementer affinitással rendelkezik önmagához. Háromdimenziós szerkezete egy L, amelynek végei az antikodon karok és aminosav akceptorok.
Az antikodon kar pontosan a antikodon, amely egy kodon komplementer szekvenciája: