การเผาผลาญของกรดนิวคลีอิก: หน้าที่บทบาทและโรค

การเผาผลาญของกรดนิวคลีอิกเกี่ยวข้องกับการประกอบและถอดชิ้นส่วน กรดนิวคลีอิก DNA และ RNA ทั้งสอง โมเลกุล มีหน้าที่จัดเก็บข้อมูลทางพันธุกรรม การรบกวนในการสังเคราะห์ดีเอ็นเอสามารถ นำ การกลายพันธุ์และการเปลี่ยนแปลงข้อมูลทางพันธุกรรม

เมแทบอลิซึมของกรดนิวคลีอิกคืออะไร?

การเผาผลาญของกรดนิวคลีอิกเกี่ยวข้องกับการประกอบและถอดชิ้นส่วน กรดนิวคลีอิก DNA และ RNA เมตาบอลิซึมของกรดนิวคลีอิกให้การสร้างและการย่อยสลาย กรด deoxyribonucleic (DNA) และ กรด ribonucleic (อาร์เอ็นเอ). ในกระบวนการนี้ DNA จะเก็บข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดไว้ในนิวเคลียสของเซลล์ในระยะยาว ในทางกลับกัน RNA มีหน้าที่ในการสังเคราะห์โปรตีนดังนั้นจึงถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมไปยัง โปรตีน. ทั้ง DNA และ RNA ประกอบด้วยนิวเคลียส ฐานที่ น้ำตาล โมเลกุลและก ฟอสเฟต โมเลกุล น้ำตาล โมเลกุลเชื่อมโยงกับ ฟอสเฟต สารตกค้างโดยการเอสเทอริฟิเคชันและจับกับฟอสเฟตสองตัว สิ่งนี้ก่อให้เกิดห่วงโซ่ของการทำซ้ำ ฟอสเฟต-น้ำตาล พันธะซึ่งแต่ละฐานของนิวคลีอิกถูกจับกับน้ำตาลที่ด้านข้างอย่างกลูโคซิด นอกจาก กรดฟอสฟอริก และน้ำตาลห้านิวเคลียสที่แตกต่างกัน ฐาน มีไว้สำหรับสร้าง DNA และ RNA ทั้งสอง ก๊าซไนโตรเจน ฐาน อะดีนีนและกัวนีนเป็นอนุพันธ์ของพิวรีนและทั้งสอง ก๊าซไนโตรเจน ฐานไซโตซีนและไทมีนเป็นอนุพันธ์ของพิริมิดีน ใน RNA ไทมีนจะถูกแลกเปลี่ยนเป็น uracil ซึ่งมีลักษณะเป็นกลุ่ม CH3 เพิ่มเติม หน่วยโครงสร้าง ก๊าซไนโตรเจน เบสกากน้ำตาลและกากฟอสเฟตเรียกว่านิวคลีโอไทด์ ในดีเอ็นเอโครงสร้างเกลียวคู่ประกอบด้วยกรดนิวคลีอิกสองตัว โมเลกุล เข้าด้วยกันโดย ไฮโดรเจน พันธบัตรเพื่อสร้างเกลียวคู่ RNA ประกอบด้วยเพียงเส้นเดียว

ฟังก์ชั่นและวัตถุประสงค์

เมแทบอลิซึมของกรดนิวคลีอิกมีบทบาทสำคัญในการจัดเก็บและถ่ายทอดรหัสพันธุกรรม ในขั้นต้นข้อมูลทางพันธุกรรมจะถูกเก็บไว้ใน DNA โดยเรียงตามลำดับของฐานไนโตรเจน ที่นี่ข้อมูลทางพันธุกรรมของกรดอะมิโนถูกเข้ารหัสโดยนิวคลีโอไทด์สามตัวติดต่อกัน แฝดฐานที่ต่อเนื่องกันจึงจัดเก็บข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของห่วงโซ่โปรตีนโดยเฉพาะ จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของโซ่ถูกกำหนดโดยสัญญาณที่ไม่เข้ารหัส กรดอะมิโน. การรวมกันที่เป็นไปได้ของฐานนิวคลีอิกและผลลัพธ์ กรดอะมิโน มีขนาดใหญ่มากดังนั้นยกเว้นฝาแฝดที่เหมือนกันจึงไม่มีสิ่งมีชีวิตที่เหมือนกันทางพันธุกรรม เพื่อที่จะถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมไปยังโปรตีน โมเลกุล โมเลกุล RNA จะถูกสังเคราะห์ขึ้นเป็นครั้งแรก RNA ทำหน้าที่เป็นตัวส่งข้อมูลทางพันธุกรรมและกระตุ้นการสังเคราะห์ โปรตีน. ความแตกต่างทางเคมีระหว่าง RNA และ DNA ก็คือน้ำตาล น้ำตาล ถูกผูกไว้ในโมเลกุลของมันแทนที่จะเป็น deoxyribose นอกจากนี้ไทมีนฐานไนโตรเจนจะถูกแลกเปลี่ยนเป็น uracil กากน้ำตาลอื่น ๆ ยังทำให้ความเสถียรต่ำและความเป็นเกลียวเดี่ยวของ RNA เส้นใยสองเส้นในดีเอ็นเอจะยึดข้อมูลทางพันธุกรรมเพื่อต่อต้านการเปลี่ยนแปลง ในกระบวนการนี้โมเลกุลของกรดนิวคลีอิกสองโมเลกุลจะเชื่อมโยงกันผ่าน ไฮโดรเจน พันธะ อย่างไรก็ตามนี่เป็นไปได้เฉพาะกับฐานไนโตรเจนเสริมเท่านั้น ดังนั้น DNA จึงมีได้เฉพาะคู่เบส adenine / thymine และ guanine / cytosine ตามลำดับ เมื่อเกลียวคู่แยกออกจากกันเกลียวที่เสริมกันจะถูกสร้างขึ้นอีกครั้งเสมอ ตัวอย่างเช่นถ้าฐานนิวคลีอิกถูกเปลี่ยนแปลงบางอย่าง เอนไซม์ รับผิดชอบในการซ่อมแซม DNA รับรู้ข้อบกพร่องจากฐานเสริม ฐานไนโตรเจนที่เปลี่ยนแปลงมักจะถูกแทนที่อย่างถูกต้อง ด้วยวิธีนี้รหัสพันธุกรรมจึงปลอดภัย อย่างไรก็ตามบางครั้งข้อบกพร่องสามารถส่งผ่านไปทำให้เกิดการกลายพันธุ์ได้ นอกจาก DNA และ RNA แล้วยังมีโมโนนิวคลีโอไทด์ที่สำคัญที่มีบทบาทสำคัญใน การเผาผลาญพลังงาน. ซึ่งรวมถึงตัวอย่างเช่น ATP และ ADP ATP คือ อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต. มีสารตกค้างของอะดีนีน น้ำตาล และไตรฟอสเฟตตกค้าง โมเลกุลให้พลังงานและแปลงเป็น อะดีโนซีน ไดฟอสเฟตเมื่อพลังงานถูกปลดปล่อยออกมาจะแยกกากฟอสเฟตออก

โรคและความผิดปกติ

เมื่อความผิดปกติเกิดขึ้นระหว่างการเผาผลาญกรดนิวคลีอิกอาจส่งผลให้เกิดโรคได้ ตัวอย่างเช่นข้อผิดพลาดอาจเกิดขึ้นได้ในการสร้าง DNA โดยมีการใช้ฐานนิวเคลียสที่ไม่ถูกต้อง เกิดการกลายพันธุ์ การเปลี่ยนแปลงของฐานไนโตรเจนสามารถเกิดขึ้นได้จากปฏิกิริยาทางเคมีเช่นการปนเปื้อน ในกระบวนการนี้กลุ่ม NH2 จะถูกแทนที่ด้วย O = กลุ่มโดยปกติแล้วเส้นใยเสริมใน DNA จะยังคงเก็บรหัสไว้เพื่อให้กลไกการซ่อมแซมสามารถถอยกลับไปที่ฐานไนโตรเจนเสริมได้เมื่อแก้ไขข้อผิดพลาด อย่างไรก็ตามในกรณีที่มีผลกระทบทางเคมีและทางกายภาพจำนวนมากอาจเกิดข้อบกพร่องมากมายจนบางครั้งทำการแก้ไขผิดพลาด ในกรณีส่วนใหญ่การกลายพันธุ์เหล่านี้เกิดขึ้นที่ไซต์ที่เกี่ยวข้องน้อยกว่าในจีโนมดังนั้นจึงไม่ต้องกลัวผลกระทบใด ๆ อย่างไรก็ตามหากข้อบกพร่องเกิดขึ้นในภูมิภาคที่สำคัญก็สามารถทำได้ นำ ไปสู่การเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงในสารพันธุกรรมโดยมีผลกระทบอย่างมากต่อ สุขภาพ. การกลายพันธุ์ของร่างกายมักเป็นสาเหตุของเนื้องอกมะเร็ง ด้วยประการฉะนี้ โรคมะเร็ง เซลล์ถูกสร้างขึ้นทุกวัน อย่างไรก็ตามตามกฎแล้วสิ่งเหล่านี้จะถูกทำลายทันทีโดยไฟล์ ระบบภูมิคุ้มกัน. อย่างไรก็ตามหากการกลายพันธุ์จำนวนมากก่อตัวขึ้นเนื่องจากผลกระทบทางเคมีหรือทางกายภาพที่รุนแรง (เช่นรังสี) หรือเนื่องจากกลไกการซ่อมแซมที่บกพร่อง โรคมะเร็ง สามารถพัฒนาได้ เช่นเดียวกับผู้อ่อนแอ ระบบภูมิคุ้มกัน. อย่างไรก็ตามโรคที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงสามารถเกิดขึ้นได้ในบริบทของการเผาผลาญกรดนิวคลีอิก เมื่อฐานนิวคลีอิกถูกทำลายลงฐานไพริมิดีนจะก่อให้เกิดเบต้าอะลานีนซึ่งสามารถรีไซเคิลได้อย่างสมบูรณ์ ฐานพิวรีนก่อให้เกิด กรดยูริคซึ่งละลายได้ยาก มนุษย์ต้องขับถ่าย กรดยูริค ทางปัสสาวะ ถ้า เอนไซม์ สำหรับการรีไซเคิล กรดยูริค ในการสร้างฐานของพิวรีนขาดกรดยูริก สมาธิ สามารถเพิ่มขึ้นในระดับที่ผลึกของกรดยูริกตกตะกอนใน ข้อต่อ ด้วยการก่อตัวของ เกาต์.