Asam nukleat dan DNA

Asam nukleat adalah senyawa kimia yang sangat penting secara biologis; semua organisme hidup mengandung asam nukleat dalam bentuk DNA dan RNA (masing-masing asam deoksiribonukleat dan asam ribonukleat). Asam nukleat adalah molekul yang sangat penting karena mereka memberikan kontrol utama atas proses vital vital di semua organisme.

Semuanya menunjukkan bahwa asam nukleat telah memainkan peran yang identik sejak bentuk pertama kehidupan primitif yang dapat bertahan hidup (seperti bakteri).

Dalam sel-sel organisme hidup, DNA hadir di atas semua dalam kromosom (dalam membagi sel) dan dalam kromatin (dalam sel antar kinetik).

Ini juga ada di luar nukleus (khususnya di mitokondria dan di plastid, di mana ia memenuhi fungsinya sebagai pusat informasi untuk sintesis sebagian atau seluruh organel).

RNA, sebaliknya, hadir baik dalam nukleus dan dalam sitoplasma: dalam nukleus lebih terkonsentrasi di nukleolus; dalam sitoplasma lebih terkonsentrasi di polisom.

Struktur kimia asam nukleat cukup kompleks; mereka dibentuk oleh nukleotida, yang masing-masing (seperti yang telah kita lihat) terdiri dari tiga komponen: karbon hidrat (pentosa), basa nitrogen (purin atau pirimidin) dan asam fosfat.

Asam nukleat merupakan polinukleotida yang panjang, yang dihasilkan dari gabungan unit yang disebut nukleotida. Perbedaan antara DNA dan RNA terletak pada pentosa dan basa. Ada dua jenis pentosa, satu untuk setiap jenis asam nukleat:

1) Ribosa dalam RNA;

2) Dessosiribosio dalam DNA.

Berkenaan dengan basis kita harus mengulangi perbedaan; basa pirimidin meliputi:

1) Sitosin;

2) Timin, hanya ada dalam DNA;

3) Urasil, hanya ada dalam RNA.

Basis purin, sebaliknya, terdiri dari:

1) Adenine

2) Guanina.

Singkatnya, dalam DNA kita menemukan: Sitosin - Adenin - Guanina - Timina (CAGT); sementara di RNA kami memiliki: Sitosin - Adenin - Guanin - Urasil (CAGU).

Semua asam nukleat memiliki struktur rantai linier polinukleotida; kekhususan informasi diberikan oleh urutan berbeda dari pangkalan.

Struktur DNA

Nukleotida rantai DNA terikat bersama dengan ester antara asam fosfat dan pentosa; asam ditemukan terikat pada karbon 3 dari pentosa nukleotida dan ke karbon 5 berikutnya; dalam ikatan ini ia menggunakan dua dari tiga kelompok asamnya; gugus asam yang tersisa memberikan karakter asam ke molekul dan memungkinkan untuk membentuk ikatan dengan protein basa.

DNA memiliki struktur heliks ganda: dua rantai yang saling melengkapi, satu di antaranya "turun" dan yang lain "naik". Konsep ini sesuai dengan konsep rantai "antiparalel", yaitu paralel tetapi berlawanan arah. Mulai dari satu sisi, salah satu rantai dimulai dengan ikatan antara asam fosfat dan karbon 5 pentosa dan berakhir dengan karbon 3 bebas; sedangkan arah rantai komplementer berlawanan. Kita juga melihat bahwa ikatan hidrogen antara dua rantai ini hanya terjadi antara basa purin dan basa pirimidin dan sebaliknya, yaitu antara Adenina dan Timina dan antara Cytosine dan Guanine, dan sebaliknya; ada dua ikatan hidrogen pada pasangan AT, sedangkan pada pasangan GC ada tiga ikatan. Ini berarti bahwa pasangan kedua memiliki stabilitas yang lebih besar.

Reduplikasi DNA

Seperti yang telah disebutkan sehubungan dengan nukleus intersinetik, DNA dapat ditemukan dalam fase "autosintetik" dan "alosintetik", yaitu masing-masing berkomitmen untuk mensintesis pasangan dirinya sendiri (autosintesis) atau zat lain (RNA: allosintesis). dalam hal ini dibagi menjadi tiga fase, yang disebut G1, S, G2 . Pada fase G1 (di mana G dapat diambil sebagai pertumbuhan awal, pertumbuhan) sel mensintesis, di bawah kendali DNA nuklir, semua yang diperlukan untuk metabolisme seseorang. Dalam fase S (di mana S singkatan sintesis, yaitu sintesis DNA nuklir baru) terjadi reduplikasi DNA. Pada fase G2 sel melanjutkan pertumbuhan, mempersiapkan divisi berikutnya.

KAMI HARUS MELIHAT FENOMENA DALAM TAHAP S

Pertama-tama kita dapat mewakili dua rantai antiparalel seolah-olah mereka sudah "dihina". Mulai dari satu ujung ikatan antara pasangan basa (A - T dan G - C) rusak, dan dua rantai komplementer menjauh (perbandingan pembukaan "kilat" cocok). Pada titik ini sebuah enzim ( DNA-polimerase ) "mengalir" di sepanjang setiap rantai tunggal, mendukung pembentukan ikatan antara nukleotida yang menyusunnya dan nukleotida baru (sebelumnya "diaktifkan" dengan energi yang diberikan oleh ATP) yang lazim dalam karyoplasma. Timína baru harus terikat pada setiap adenine, dan seterusnya, membentuk setiap kali rantai ganda baru.

DNA polimer tampaknya bertindak in vivo dengan acuh tak acuh pada dua rantai, apa pun "arah" (dari 3 hingga 5 atau sebaliknya). Dengan cara ini, ketika semua rantai DNA ganda asli telah dilalui, akan ada kehadiran dua rantai ganda, persis sama dengan aslinya. Istilah yang mendefinisikan fenomena ini adalah "semiconservativ reduplication", di mana "reduplication" memusatkan makna penggandaan salinan kuantitatif dan tepat, sedangkan "semi-konservatif" mengingatkan fakta bahwa, untuk setiap rantai ganda baru DNA, sebuah rantai tunggal adalah neosítetico.

DNA mengandung informasi genetik, yang ditransmisikan ke RNA; yang terakhir pada gilirannya mentransmisikannya ke protein, sehingga mengatur fungsi metabolisme sel. Akibatnya seluruh metabolisme secara langsung atau tidak langsung di bawah kendali nukleus.

Warisan genetik yang kami temukan dalam DNA dimaksudkan untuk memberikan protein spesifik ke sel.

Jika kita memasangnya secara berpasangan, keempat basa akan memberikan 16 kemungkinan kombinasi, yaitu 16 huruf, tidak cukup untuk semua asam amino. Jika sebaliknya kita mengambilnya dalam kembar tiga, akan ada 64 kombinasi, yang mungkin terlihat terlalu banyak, tetapi yang, pada kenyataannya, semuanya digunakan karena ilmu pengetahuan telah menemukan bahwa asam amino yang berbeda dikodekan oleh lebih dari satu kembar tiga. Jadi, ada terjemahan dari 4 huruf dari basa nitrogen nukleotida ke 21 asam amino; Namun, sebelum «terjemahan», ada «transkripsi», masih dalam konteks empat huruf, yaitu berlalunya informasi genetik dari 4 huruf DNA ke 4 huruf RNA, dengan mempertimbangkan itu, bukannya malu-malu (DNA), ada urasil (RNA).

Proses transkripsi terjadi ketika, di hadapan ribonukleotida, enzim (RNA-polimerase) dan energi yang terkandung dalam molekul ATP, rantai DNA dibuka dan RNA disintesis, yang merupakan reproduksi informasi genetik yang setia. terkandung dalam rantai terbuka itu.

Ada tiga jenis utama RNA dan semuanya berasal dari DNA nuklir: