กรดนิวคลีอิก

โครงสร้างและคุณสมบัติ

นิวคลีอิก กรด เป็นสารชีวโมเลกุลที่พบในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดบนโลก ความแตกต่างเกิดขึ้นระหว่างกรดไรโบนิวคลีอิก (RNA, RNA, กรดไรโบนิวคลีอิก) และกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA, DNA, กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก) นิวคลีอิก กรด เป็นโพลีเมอร์ที่ประกอบด้วยสิ่งที่เรียกว่านิวคลีโอไทด์ นิวคลีโอไทด์แต่ละตัวประกอบด้วยสามหน่วยต่อไปนี้:

• น้ำตาล (คาร์โบไฮเดรตโมโนแซคคาไรด์เพนโทส): น้ำตาล ใน RNA, 2`-deoxyribose ใน DNA
• อนินทรีย์ฟอสเฟต (กรดฟอสฟอริกเป็น เอสเตอร์).
• นิวเคลียสอินทรีย์ ฐาน: พิวรีนเบส: Adenine, guanine; ฐาน pyrimidine: Cytosine, Thymine (ใน DNA) และ Uracil (ใน RNA)

ผ่านการเชื่อมโยงฟอสโฟดิสเตอร์นิวคลีอิก กรด บางครั้งก็สร้างโซ่เชิงเส้นที่ยาวมาก กระดูกสันหลังประกอบด้วยหน่วยฟอสเฟตและน้ำตาลสลับกัน ความแตกต่าง ฐาน ติดอยู่กับน้ำตาล เส้นสิ้นสุดที่ปลาย 5′(ฟอสเฟต) และที่ปลาย 3′(หมู่ไฮดรอกซิล) จึงมีทิศทางเดียว (5′3 ′หรือในทางกลับกัน) กรดนิวคลีอิกถูกสังเคราะห์โดยโพลีเมอเรสเช่น DNA polymerase (DNA) หรือ RNA polymerase (RNA) สารประกอบของน้ำตาลที่มีเบสเรียกว่านิวคลีโอไซด์ในกรณีที่ไม่มีฟอสเฟต ความแตกต่างเกิดขึ้นระหว่างไรโบนิวคลีโอไซด์และดีออกซีไรโบนิวคลีโอไซด์ ตัวอย่างเช่นเบสเรียกว่าอะดีนีนซึ่งเป็นนิวคลีโอไซด์ อะดีโนซีน และ deoxynucleoside deoxyadenosine นิวคลีโอไทด์หรือนิวคลีโอไซด์ phosphorylated มีหน้าที่อื่น ๆ ในสิ่งมีชีวิตเช่นเป็นตัวพาพลังงาน (อะดีโนซีน triphosphate) หรือสำหรับการส่งสัญญาณ (cyclic guanosine monophosphate, cGMP)

กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA)

กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA) มักจะมีเกลียวสองชั้นและมีโครงสร้างขดลวดคู่และเป็นแบบคู่ขนาน ซึ่งหมายความว่าทั้งสองเส้นวิ่งไปในทิศทางตรงกันข้าม พบสี่ฐานต่อไปนี้ใน DNA:

• พิวรีน: อะดีนีน (A), กัวนีน (G)
• ไพริมิดีน: ไทมีน (T), ไซโตซีน (C)

พื้นที่ ฐาน จากสองเส้นสร้างคู่ฐานที่เรียกว่า ไฮโดรเจน พันธบัตร. ระหว่างอะดีนีนและไทมีน (A = T) หรือระหว่าง guanine และ cytosine (G≡C)

กรดไรโบนิวคลีอิก (RNA)

กรดไรโบนิวคลีอิก (RNA) ซึ่งแตกต่างจาก DNA โดยปกติจะมีเส้นเดี่ยวและประกอบด้วย uracil (U) แทนไทมีน นอกจากนี้น้ำตาลยัง น้ำตาล แทนที่จะเป็น 2`-deoxyribose ใน DNA น้ำตาลทั้งสองนี้แตกต่างกันในกลุ่มไฮดรอกซีกลุ่มเดียวซึ่งขาดหายไปใน 2`-deoxyribose (deoxy = ไม่มี ออกซิเจน). RNA สามารถถือว่าโครงสร้างที่แตกต่างกันมากในอวกาศ ประเภทต่างๆมีอยู่ในงานที่แตกต่างกัน:

• Messenger RNA (mRNA): การถอดเสียง
• ไรโบโซมอาร์เอ็นเอ (rRNA): ร่วมกับ โปรตีนซึ่งเป็นส่วนประกอบของ ไรโบโซม.
• Transfer RNA (tRNA): การสังเคราะห์โปรตีน

In ไวรัส, RNA สามารถเข้ารับช่วงการทำงานของ DNA ในฐานะผู้ให้บริการข้อมูลทางพันธุกรรมเช่นในไฟล์ มีอิทธิพล ไวรัส or ตับอักเสบ C ไวรัส. สิ่งเหล่านี้เรียกว่าไวรัสอาร์เอ็นเอ

รหัสพันธุกรรมการถอดความและการแปล

สามฐานติดต่อกันในแต่ละรหัส DNA หรือ mRNA (codon) สำหรับกรดอะมิโนซึ่งเป็นส่วนประกอบของ โปรตีน. ส่วนของ DNA จะถูกถ่ายทอดเป็น mRNA (messenger RNA) ก่อนในระหว่างการถอดเสียง การก่อตัวของ โปรตีน จาก mRNA ที่ไรโบโซมเรียกว่าการแปล

หน้าที่และความสำคัญ

กรดนิวคลีอิกมีความสำคัญพื้นฐานในฐานะที่เก็บข้อมูล DNA ประกอบด้วยข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการก่อตัวการพัฒนาและสภาวะสมดุลของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด นี่คือลำดับของไฟล์ กรดอะมิโน ในโปรตีน tRNA ลำดับและ rRNA จะถูก "เก็บ" ไว้ในดีเอ็นเอด้วย งานของกรดไรโบนิวคลีอิก (RNA) นั้นกว้างกว่า เช่นเดียวกับ DNA พวกมันเป็นตัวพาข้อมูล แต่ยังมีฟังก์ชันโครงสร้างและตัวเร่งปฏิกิริยาและฟังก์ชันการจดจำ กรดนิวคลีอิกเผยให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตบนโลกมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกันและสืบเชื้อสายมาจากบรรพบุรุษร่วมกันที่มีอยู่เมื่อกว่า 3.5 พันล้านปีก่อน พันธุศาสตร์จึงให้คำตอบสำหรับคำถามพื้นฐานเกี่ยวกับชีวิต

กรดนิวคลีอิกในเภสัชภัณฑ์ (ตัวอย่าง)

นิวคลีโอไซด์อะนาลอกเช่น acyclovir or เพนซิโคลเวียร์ เป็นยาสำหรับรักษาการติดเชื้อไวรัส เป็นอนุพันธ์ของนิวคลีโอไซด์ที่นำไปสู่การยุติโซ่หลังจากฟอสโฟรีเลชันและรวมตัวกันเป็นดีเอ็นเอของไวรัสเนื่องจากปริมาณน้ำตาลไม่สมบูรณ์ พวกมันเป็นสารตั้งต้นที่ผิดที่รบกวนการจำลองแบบของดีเอ็นเอไวรัสอื่น ๆ ยาเสพติด ยังมีผลกระทบที่ระดับกรดนิวคลีอิก เซลล์วิทยา หรือ antimetabolites มีหน้าที่คล้ายกัน พวกเขาใช้สำหรับ โรคมะเร็ง การบำบัด. ยับยั้งการแบ่งตัวของเซลล์และนำไปสู่การตายของเซลล์ โรคมะเร็ง เซลล์. การรักษาด้วยยีนต่างๆถูกนำมาใช้เพื่อปรับเปลี่ยนส่วนของดีเอ็นเอเช่นกับ CRISPR-case.9 วิธี. ยกตัวอย่างเช่นโดยมีจุดประสงค์เพื่อแก้ไขการกลายพันธุ์ที่ทำให้เกิดโรค ในการบำบัดด้วยยีนสามารถนำกรดนิวคลีอิกเข้าสู่เซลล์ที่ไม่ได้รวมเข้ากับจีโนม พวกมันอยู่ภายนอก แต่ยังใช้ในการสังเคราะห์โปรตีน (เช่น onasemnogen abeparvovec) RNA ที่รบกวนขนาดเล็ก (siRNA) คือชิ้นส่วน RNA สั้น ๆ ที่นำไปสู่การย่อยสลายแบบเลือกของ mRNA เสริมในสิ่งมีชีวิต ด้วยวิธีนี้พวกมันป้องกันการแสดงออกของยีนและการสร้างโปรตีนโดยเฉพาะ นอกจากนี้หลาย ๆ ยาเสพติด ทำปฏิกิริยากับกรดนิวคลีอิกและมีอิทธิพลต่อการแสดงออกของยีน ตัวอย่างทั่วไปคือไฟล์ glucocorticoids, เอสโตรเจน, แอนโดรเจน และเรตินอยด์ พวกมันจับกับตัวรับภายในเซลล์ซึ่งต่อมาจับกับ DNA และมีอิทธิพลต่อการสังเคราะห์โปรตีน นอกจากนี้กรดนิวคลีอิกยังมีบทบาทสำคัญมากในการวินิจฉัยการค้นพบยาและการผลิต ชีววิทยา (เช่น, Insulins, แอนติบอดี) รวมถึงแอปพลิเคชันอื่น ๆ