กรดนิวคลีอิก: หน้าที่และโรค

กรดนิวคลีอิก ประกอบด้วยสตริงของนิวคลีโอไทด์แต่ละตัวเพื่อสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่และเป็นองค์ประกอบหลักของยีนในนิวเคลียสของเซลล์เป็นพาหะของข้อมูลทางพันธุกรรมและเป็นตัวกระตุ้นปฏิกิริยาทางชีวเคมีหลายอย่าง นิวคลีโอไทด์แต่ละตัวประกอบด้วย a ฟอสเฟต และโมเลกุลของนิวคลีอิกเบสเช่นเดียวกับโมเลกุลแหวนเพนโทส น้ำตาล หรือ deoxyribose ประสิทธิผลทางชีวเคมีของ กรดนิวคลีอิก ไม่ได้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับโครงสร้างทุติยภูมิการจัดเรียงสามมิติ

กรดนิวคลีอิกคืออะไร?

กลุ่มอาคารของ กรดนิวคลีอิก เป็นนิวคลีโอไทด์แต่ละตัวซึ่งประกอบด้วย a ฟอสเฟต สารตกค้างโมโนแซคคาไรด์ น้ำตาล หรือ deoxyribose แต่ละอะตอมมี 5 C อะตอมเรียงกันเป็นวงแหวนและหนึ่งในห้านิวเคลียสที่เป็นไปได้ ฐาน. นิวเคลียสที่เป็นไปได้ทั้งห้า ฐาน ได้แก่ อะดีนีน (A), กัวนีน (G), ไซโตซีน (C), ไทมีน (T) และยูราซิล (U) นิวคลีโอไทด์ที่มี deoxyribose เป็น น้ำตาล ส่วนประกอบถูกรัดเข้าด้วยกันเพื่อสร้าง deoxyribonucleic กรด (DNA) และนิวคลีโอไทด์ที่มี น้ำตาล เป็น น้ำตาล ส่วนประกอบถูกประกอบขึ้นเพื่อสร้างไรโบนิวคลีอิก กรด (อาร์เอ็นเอ). Uracil เป็นฐานนิวเคลียสเกิดขึ้นเฉพาะใน RNA ที่นั่น uracil แทนที่ thymine ซึ่งพบได้เฉพาะใน DNA ซึ่งหมายความว่ามีเพียง 4 นิวคลีโอไทด์ที่แตกต่างกันสำหรับการสร้าง DNA และ RNA ในภาษาอังกฤษและการใช้งานระหว่างประเทศเช่นเดียวกับในเอกสารทางเทคนิคภาษาเยอรมันตัวย่อ DNA (กรด deoxyribonucleic) แทน DNA และ RNA (กรด ribonucleic) มักใช้แทน RNA นอกจากนิวคลีอิกที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติแล้ว กรด ในรูปแบบของ DNA หรือ RNA กรดนิวคลีอิกสังเคราะห์ได้รับการพัฒนาทางเคมีเพื่อทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับกระบวนการทางเคมีบางอย่าง

กายวิภาคศาสตร์และโครงสร้าง

กรดนิวคลีอิกประกอบด้วยการต่อกันของนิวคลีโอไทด์จำนวนมาก นิวคลีโอไทด์ประกอบด้วย monosugar deoxyribose รูปวงแหวนเสมอในกรณีของ DNA หรือ ribose ในกรณีของ RNA บวก a ฟอสเฟต สารตกค้างและ moiety ฐานนิวคลีอิก Ribose และ deoxyribose แตกต่างกันเฉพาะในกรณีของ deoxyribose กลุ่ม OH จะถูกเปลี่ยนเป็นไอออน H โดยการลดเช่นโดยการเพิ่มอิเล็กตรอนและทำให้มีความเสถียรทางเคมีมากขึ้น เริ่มจากไรโบสรูปวงแหวนหรือดีออกซีไรโบสแต่ละอะตอมมี 5 C อะตอมกลุ่มเบสนิวคลีอิกในแต่ละนิวคลีโอไทด์จะเชื่อมต่อกับอะตอม C เดียวกันผ่านพันธะ N-glycosidic N-glycosidic หมายถึงอะตอม C ที่สอดคล้องกันของ น้ำตาล เชื่อมโยงกับกลุ่ม NH2 ของฐานนิวเคลียส ถ้าอะตอม C ที่มีพันธะไกลโคซิดิกเรียกว่าหมายเลข 1 ดังนั้น - มองตามเข็มนาฬิกา - อะตอม C ที่มีหมายเลข 3 เชื่อมต่อกับกลุ่มฟอสเฟตของนิวคลีโอไทด์ถัดไปผ่านพันธะฟอสโฟดิสเตอร์และอะตอม C ที่มีหมายเลข 5 คือ เอสเทอร์ไปยังกลุ่มฟอสเฟต“ ของตนเอง” ทั้งกรดนิวคลีอิก DNA และ RNA ต่างก็ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์บริสุทธิ์ ซึ่งหมายความว่าน้ำตาลกลาง โมเลกุล ของดีเอ็นเอนิวคลีโอไทด์ทำจากดีออกซีไรโบสเสมอและอาร์เอ็นเอมักทำจากไรโบส นิวคลีโอไทด์ของกรดนิวคลีอิกที่กำหนดจะแตกต่างกันตามลำดับของนิวเคลียสที่เป็นไปได้ 4 ชนิดเท่านั้น ฐาน ในแต่ละกรณี. DNA สามารถคิดได้ว่าเป็นริบบิ้นบาง ๆ ที่ขดอยู่ภายในตัวมันเองและเสร็จสมบูรณ์โดยคู่เสริมดังนั้น DNA จึงมีลักษณะเป็นเกลียวคู่ ในกรณีนี้เบสจับคู่อะดีนีนและไทมีนและกัวนีนและไซโตซีนจะอยู่ตรงข้ามกันเสมอ

หน้าที่และภารกิจ

DNA และ RNA ทำหน้าที่และหน้าที่แตกต่างกัน ในขณะที่ DNA ไม่ได้ทำหน้าที่ตามหน้าที่ แต่ RNA จะเข้าไปแทรกแซงกระบวนการเผาผลาญต่างๆ DNA ทำหน้าที่เป็นสถานที่จัดเก็บข้อมูลทางพันธุกรรมของแต่ละเซลล์ มีคำแนะนำในการสร้างสิ่งมีชีวิตทั้งหมดและทำให้พร้อมใช้งานเมื่อจำเป็น โครงสร้างของทั้งหมด โปรตีน ถูกเก็บไว้ใน DNA ในรูปแบบของลำดับกรดอะมิโน ในทางปฏิบัติข้อมูลที่เข้ารหัสของ DNA จะถูก "ถอดเสียง" ครั้งแรกผ่านกระบวนการถอดความและแปล (ถอดเสียง) เป็นลำดับกรดอะมิโนที่สอดคล้องกัน ฟังก์ชันการทำงานที่ซับซ้อนที่จำเป็นทั้งหมดนี้ดำเนินการโดยกรดไรโบนิวคลีอิกพิเศษ ดังนั้น RNA จึงถือว่างานในการสร้างเส้นใยเดี่ยวที่เสริมกันให้กับ DNA ภายในนิวเคลียสของเซลล์และขนส่งเป็น ribosomal RNA ผ่านรูขุมขนนิวเคลียร์ออกจากนิวเคลียสของเซลล์ไปยังไซโทพลาซึม ไรโบโซม เพื่อประกอบและสังเคราะห์เฉพาะ กรดอะมิโน เข้าสู่จุดมุ่งหมาย โปรตีนงานที่สำคัญดำเนินการโดย tRNA (โอนอาร์เอ็นเอ) ซึ่งประกอบด้วยโซ่ที่ค่อนข้างสั้นประมาณ 70 ถึง 95 นิวคลีโอไทด์ tRNA มีโครงสร้างคล้ายใบโคลเวอร์ หน้าที่ของมันคือการใช้ไฟล์ กรดอะมิโน จัดทำขึ้นตามการเข้ารหัสโดย DNA และเพื่อให้พร้อมใช้งานสำหรับไฟล์ ไรโบโซม สำหรับการสังเคราะห์โปรตีน tRNA บางตัวมีความเฉพาะเจาะจง กรดอะมิโน; อย่างไรก็ตาม tRNAs อื่น ๆ รับผิดชอบกรดอะมิโนหลายตัวพร้อมกัน

โรค

กระบวนการที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับการแบ่งเซลล์นั่นคือการจำลองแบบของ โครโมโซม และการแปลรหัสพันธุกรรมเป็นลำดับกรดอะมิโนอาจส่งผลให้เกิดความผิดปกติหลายอย่างโดยมีผลกระทบที่เป็นไปได้มากมายตั้งแต่ถึงตาย (ไม่สามารถทำงานได้) ไปจนถึงแทบไม่สังเกตเห็นได้ ในกรณีพิเศษที่หาได้ยากความผิดปกติแบบสุ่มอาจเกิดขึ้นได้เช่นกัน นำ เพื่อปรับปรุงการปรับตัวของแต่ละบุคคลให้เข้ากับสภาพแวดล้อมและตามผลที่เป็นประโยชน์ ในระหว่างการจำลองแบบของ DNA การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเอง (การกลายพันธุ์) อาจเกิดขึ้นในยีนแต่ละยีน (ยีน การกลายพันธุ์) หรือข้อผิดพลาดอาจเกิดขึ้นในไฟล์ การกระจาย of โครโมโซม ระหว่างเซลล์ (การกลายพันธุ์ของจีโนม) ตัวอย่างที่รู้จักกันดีของการกลายพันธุ์ของจีโนมคือ trisomy 21 หรือที่เรียกว่า ดาวน์ซินโดรม. สภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยในรูปแบบของก อาหาร ต่ำใน เอนไซม์, สถานการณ์ที่ตึงเครียดเป็นเวลานาน, การเปิดรับมากเกินไป รังสียูวี อำนวยความสะดวกในการสร้างความเสียหายให้กับดีเอ็นเอซึ่งสามารถ นำ ไปสู่การลดลงของ ระบบภูมิคุ้มกัน และส่งเสริมการก่อตัวของ โรคมะเร็ง เซลล์. สารพิษอาจส่งผลต่อการทำงานที่หลากหลายของ RNA และ นำ ถึงการด้อยค่าอย่างมีนัยสำคัญ