Nucleïnezuren en DNA

Nucleïnezuren zijn chemische verbindingen van groot biologisch belang; alle levende organismen bevatten nucleïnezuren in de vorm van DNA en RNA (respectievelijk deoxyribonucleïnezuur en ribonucleïnezuur). Nucleïnezuren zijn zeer belangrijke moleculen omdat ze primaire controle uitoefenen op vitale vitale processen in alle organismen.

Alles wijst erop dat nucleïnezuren een identieke rol hebben gespeeld sinds de eerste vormen van primitief leven die konden overleven (zoals bacteriën).

In de cellen van levende organismen is DNA vooral aanwezig in chromosomen (in delende cellen) en in chromatine (in intercinetische cellen).

Het is ook aanwezig buiten de kern (in het bijzonder in de mitochondria en in de plastiden, waar het zijn functie vervult als een informatiecentrum voor de synthese van een deel of het geheel van de organel).

In plaats daarvan is RNA zowel in de kern als in het cytoplasma aanwezig: in de kern is het meer geconcentreerd in de nucleus; in het cytoplasma is het meer geconcentreerd in polysomen.

De chemische structuur van nucleïnezuren is vrij complex; ze worden gevormd door nucleotiden, waarvan elk (zoals we hebben gezien) bestaat uit drie componenten: koolstofhydraat (pentose), stikstofbase (purine of pyrimidine) en fosforzuur.

Nucleïnezuren zijn daarom lange polynucleotiden, resulterend uit de aaneenschakeling van eenheden die nucleotiden worden genoemd. Het verschil tussen DNA en RNA ligt in de pentose en de basis. Er zijn twee soorten pentose, één voor elk type nucleïnezuur:

1) Ribose in RNA;

2) Dessosiribosio in DNA.

Ook met betrekking tot de bases moeten we het onderscheid herhalen; pyrimidine basen omvatten:

1) Cytosine;

2) Thymine, alleen aanwezig in DNA;

3) Uracil, alleen aanwezig in RNA.

De purinebasen bestaan in plaats daarvan uit:

1) Adenine

2) Guanina.

Samenvattend vinden we in het DNA: Cytosine - Adenine - Guanina - Timina (CAGT); terwijl we in het RNA zitten: Cytosine - Adenine - Guanine - Uracil (CAGU).

Alle nucleïnezuren hebben de polynucleotide lineaire ketenstructuur; de specificiteit van de informatie wordt gegeven door de verschillende volgorde van de bases.

DNA-structuur

De nucleotiden van de DNA-keten zijn aan elkaar gebonden met ester tussen fosforzuur en pentose; het zuur wordt gebonden aan de koolstof 3 van de nucleotide pentose en aan de koolstof 5 van de volgende gevonden; in deze bindingen gebruikt het twee van zijn drie zure groepen; de overblijvende zuurgroep geeft het zuurkarakter aan het molecuul en maakt het mogelijk om bindingen te vormen met basische eiwitten.

DNA heeft een dubbele helixstructuur: twee complementaire ketens, waarvan er een "naar beneden gaat" en de andere "omhoog gaat". Dit concept komt overeen met het concept van "antiparallelle" kettingen, dat wil zeggen, parallel maar in tegengestelde richtingen. Uitgaande van één zijde begint één van de ketens met een binding tussen fosforzuur en koolstof 5 van de pentose en eindigt met een vrije koolstof 3; terwijl de richting van de complementaire ketting tegenovergesteld is. We zien ook dat de waterstofbruggen tussen deze twee ketens alleen voorkomen tussen een purinebase en een pyrimidinebase en omgekeerd, dwz tussen Adenina en Timina en tussen Cytosine en Guanine, en omgekeerd; er zijn twee waterstofbruggen in het AT-paar, terwijl er in het GC-paar drie bindingen zijn. Dit betekent dat het tweede paar meer stabiliteit heeft.

DNA-reduplicatie

Zoals reeds vermeld in verband met de intercinetische kern, kan DNA worden gevonden in de "autosynthetische" en "allosynthetische" fasen, dwz respectievelijk toegewijd aan het synthetiseren van paren van zichzelf (autosynthese) of een andere stof (RNA: allosynthese). in dit opzicht is het verdeeld in drie fasen, genaamd G1, S, G2 . In de G1-fase (waar G kan worden genomen als initiële groei, groei) synthetiseert de cel, onder controle van nucleair DNA, alles wat nodig is voor iemands metabolisme. In de S-fase (waar S staat voor synthese, dwz de synthese van nieuw nucleair DNA) vindt DNA-reduplicatie plaats. In fase G2 hervat de cel de groei en bereidt zich voor op de volgende deling.

WE MOETEN DE FENOMEN ZIEN IN DE STAGE S

Ten eerste kunnen we de twee antiparallelketens voorstellen alsof ze al "gedespiraliseerd" waren. Uitgaande van een uiteinde worden de bindingen tussen basenparen (A - T en G - C) verbroken en de twee complementaire ketens bewegen weg (de vergelijking van de opening van een "bliksem" is geschikt). Op dit punt "stroomt" een enzym ( DNA-polymerase ) langs elke enkele keten, waarbij de vorming van bindingen tussen de nucleotiden die het samenstellen en nieuwe nucleotiden (eerder "geactiveerd" met energie gegeven door ATP) overwegend in het karyoplasma worden bevorderd. Een nieuwe tijd is noodzakelijkerwijs gebonden aan elke adenine, enzovoort, en vormt telkens een nieuwe dubbele ketting.

Het DNA van de polymeren lijkt in vivo onverschillig te handelen op de twee ketens, ongeacht de "richting" (van 3 tot 5 of andersom) .Op deze manier, wanneer alle oorspronkelijke dubbele DNA-keten is afgelegd, zal er de aanwezigheid zijn van twee dubbele ketens, exact gelijk aan het origineel.De term die dit fenomeen definieert is "semiconservatieve reduplicatie", waarbij "reduplicatie" de betekenissen van kwantitatieve en exacte kopie-verdubbeling concentreert, terwijl "semi-conservatief" herinnert aan het feit dat, voor elke nieuwe dubbele keten van DNA, een enkele ketting is neosítetico.

DNA bevat genetische informatie die het doorgeeft aan RNA; de laatste stuurt het op zijn beurt door naar eiwitten en reguleert daarmee de metabole functies van de cel. Bijgevolg is het gehele metabolisme direct of indirect onder de controle van de kern.

Het genetische erfgoed dat we in DNA vinden, is bedoeld om specifieke eiwitten aan de cel te geven.

Als we ze in paren nemen, geven de vier basen 16 mogelijke combinaties, dwz 16 letters, niet genoeg voor alle aminozuren. Als we ze in plaats daarvan in drielingen nemen, zullen er 64 combinaties zijn, die misschien te veel lijken, maar die in werkelijkheid allemaal in gebruik zijn, omdat de wetenschap heeft ontdekt dat verschillende aminozuren gecodeerd worden door meer dan één triplet. Aldus is er de vertaling van de 4 letters van de nucleotide-stikstofhoudende basen naar de 21 aminozuren; echter, vóór de «vertaling» is er de «transcriptie», nog steeds in de context van de vier letters, dat is de passage van de genetische informatie van de 4 letters van het DNA naar de 4 letters van het RNA, rekening houdend met dat in plaats van timide (DNA), er is uracil (RNA).

Het transcriptieproces vindt plaats wanneer, in de aanwezigheid van ribonucleotiden, enzymen (RNA-polymerase) en energie in de ATP-moleculen, de DNA-keten wordt geopend en RNA wordt gesynthetiseerd, wat een getrouwe weergave van genetische informatie is. vervat in dat stuk open keten.

Er zijn drie hoofdsoorten RNA en deze zijn allemaal afkomstig van nucleair DNA: