- Τι είναι τα νουκλεϊκά οξέα
- Τύποι νουκλεϊκών οξέων
- Λειτουργία νουκλεϊκών οξέων
- Δομή νουκλεϊκών οξέων
- Σημασία των νουκλεϊκών οξέων
Εξηγούμε τι είναι τα νουκλεϊκά οξέα DNA και RNA, τη μοριακή τους δομή, τις λειτουργίες τους και τη σημασία τους για τα ζωντανά όντα.
Τι είναι τα νουκλεϊκά οξέα
Τα νουκλεϊκά οξέα είναι μακρομόρια ή πολυμερή βιολογικές ουσίες που υπάρχουν σε κύτταρα απο ζωντανά όντα, δηλαδή μακριές μοριακές αλυσίδες που αποτελούνται από επαναλαμβανόμενα μικρότερα κομμάτια (μονομερή). Στην περίπτωση αυτή, είναι πολυμερή νουκλεοτιδίων που συνδέονται με φωσφοδιεστερικούς δεσμούς.
Υπάρχουν δύο γνωστοί τύποι νουκλεϊκών οξέων: το DNA και το RNA. Ανάλογα με τον τύπο τους, μπορεί να είναι περισσότερο ή λιγότερο αχανείς, περισσότερο ή λιγότερο περίπλοκες και μπορούν να λάβουν διάφορες μορφές.
Αυτά τα μακρομόρια περιέχονται σε όλα τα κύτταρα (στο πυρήνα του κυττάρου σε περίπτωση που ευκαρυωτες, ή στο νουκλεοειδές στην περίπτωση του προκαρυώτες). Ακόμη και μολυσματικοί παράγοντες τόσο απλοί όσο ιός Αυτά τα μακρομόρια είναι σταθερά, ογκώδη και αρχέγονα.
Τα νουκλεϊκά οξέα ανακαλύφθηκαν στα τέλη του 19ου αιώνα από τον Johan Friedrich Miescher (1844-1895). Αυτός ο Ελβετός γιατρός απομόνωσε από τον πυρήνα διαφορετικών κυττάρων μια όξινη ουσία που αρχικά ονόμασε νουκλεΐνη, αλλά αποδείχθηκε ότι ήταν το πρώτο νουκλεϊκό οξύ που μελετήθηκε.
Χάρη σε αυτό, οι μετέπειτα επιστήμονες μπόρεσαν να μελετήσουν και να κατανοήσουν τη μορφή, τη δομή και τη λειτουργία του DNA και του RNA, αλλάζοντας για πάντα την επιστημονική κατανόηση της μετάδοσης του ΖΩΗ.
Τύποι νουκλεϊκών οξέων
Τα νουκλεϊκά οξέα μπορούν να είναι δύο τύπων: Δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) και Ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA). Διαφέρουν κατά:
- Οι βιοχημικές του λειτουργίες. Ενώ το ένα χρησιμεύει ως «δοχείο» του Γενετική πληροφορία, το άλλο χρησιμεύει για τη μεταγραφή των οδηγιών σας.
- Η χημική του σύσταση. Το καθένα περιλαμβάνει ένα μόριο σακχάρου πεντόζης (δεοξυριβόζη για DNA και ριβόζη για RNA) και ένα ελαφρώς διαφορετικό σύνολο αζωτούχων βάσεων (αδενίνη, γουανίνη, κυτοσίνη και θυμίνη στο DNA· αδενίνη, γουανίνη, κυτοσίνη και ουρακίλη στο RNA).
- Η δομή του. Ενώ το DNA είναι μια δίκλωνη έλικα (διπλή έλικα), το RNA είναι μονόκλωνο και γραμμικό.
Λειτουργία νουκλεϊκών οξέων
Τα νουκλεϊκά οξέα, με τον αντίστοιχο και συγκεκριμένο τρόπο τους, χρησιμεύουν για την αποθήκευση, την ανάγνωση και τη μεταγραφή του γενετικού υλικού που περιέχεται στο κύτταρο.
Κατά συνέπεια, παρεμβαίνουν στις διαδικασίες κατασκευής (σύνθεσης) του πρωτεΐνη μέσα στο κελί. Αυτή η διαδικασία συμβαίνει κάθε φορά που το κύτταρο κατασκευάζει ένζυμα, ορμόνες και άλλα πεπτίδια απαραίτητα για τη συντήρηση του σώματος.
Από την άλλη πλευρά, τα νουκλεϊκά οξέα συμμετέχουν επίσης στην κυτταρική αντιγραφή, δηλαδή στη δημιουργία νέων κυττάρων στο σώμα και στο αναπαραγωγή του πλήρους ατόμου, αφού τα σεξουαλικά κύτταρα κατέχουν το ήμισυ του πλήρους γονιδιώματος (DNA) κάθε γονέα.
Το DNA κωδικοποιεί όλες τις γενετικές πληροφορίες του οργανισμού μέσω της νουκλεοτιδικής του αλληλουχίας. Υπό αυτή την έννοια, μπορούμε να πούμε ότι το DNA λειτουργεί ως πρότυπο νουκλεοτιδίου.
Αντίθετα, το RNA χρησιμεύει ως χειριστής με βάση αυτόν τον κώδικα, επειδή τον αντιγράφει (μεταγράφει) και το μεταφέρει στα κυτταρικά ριβοσώματα, όπου συναρμολογούνται οι πρωτεΐνες. Είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που δεν θα μπορούσε να συμβεί χωρίς αυτές τις απαραίτητες για τη ζωή ενώσεις.
Δομή νουκλεϊκών οξέων
Κάθε μόριο νουκλεϊκού οξέος αποτελείται από την επανάληψη ενός τύπου νουκλεοτιδίων, το καθένα αποτελείται από:
- Μια πεντόζη (ζάχαρη). Είναι ένας μονοσακχαρίτης πέντε άνθρακα, ο οποίος μπορεί να είναι δεοξυριβόζη ή ριβόζη.
- Μια αζωτούχα βάση. Προέρχεται από ορισμένες αρωματικές ετεροκυκλικές ενώσεις (πουρίνη και πυριμιδίνη). Μπορεί να είναι αδενίνη (Α), γουανίνη (G), θυμίνη (Τ), κυτοσίνη (C) και ουρακίλη (U).
- Μια φωσφορική ομάδα. Προέρχεται από φωσφορικό οξύ.
Η δομική σύνθεση κάθε μορίου, επιπλέον, δίνεται σε δίκλωνη (DNA) ή μονόκλωνη (RNA) ελικοειδή μορφή, αν και στην περίπτωση των προκαρυωτικών οργανισμών, είναι σύνηθες να βρεθούν κυκλικά μόρια DNA που ονομάζονται πλασμίδια.
Σημασία των νουκλεϊκών οξέων
Τα νουκλεϊκά οξέα είναι απαραίτητα για τη ζωή όπως τη γνωρίζουμε, καθώς είναι απαραίτητα για τη σύνθεση πρωτεϊνών και για τη μετάδοση γενετικών πληροφοριών από τη μια γενιά στην άλλη (κληρονομία). Η κατανόηση αυτών των ενώσεων αντιπροσώπευε ένα τεράστιο άλμα προς τα εμπρός στην κατανόηση των χημικών θεμελίων της ζωής.
Επομένως, η προστασία του DNA είναι απαραίτητη για τη ζωή του ατόμου και του είδος. Τοξικοί χημικοί παράγοντες (όπως ιονίζουσα ακτινοβολία, μέταλλα βαριές ουσίες ή καρκινογόνες ουσίες) μπορεί να προκαλέσουν αλλοιώσεις στα νουκλεϊκά οξέα και να προκαλέσουν ασθένειες που, σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορούν να μεταδοθούν στις μελλοντικές γενιές.