اسیدهای نوکلئیک

اسیدهای نوکلئیک بیوپلیمرها یا بیومولکول های بزرگی هستند که برای کلیه اشکال شناخته شده حیات ضروری اند. آن ها از نوکلئوتیدهای تشکیل شده اند که مونومرهایی هستند که از سه جز تشکیل شده اند: یک قند 5 کربنی ، یک گروه فسفات و یک باز آلی نیتروژن دار. دو کلاس اصلی اسیدهای نوکلئیک، اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA) و اسید ریبونوکلئیک (RNA) هستند. اگر قند موجود در ساختار ریبوز باشد ، پلیمر RNA است. اگر قند مشتق شده از ریبوز یعنی دی اکسی ریبوز باشد ، پلیمر DNA است.

اسیدهای نوکلئیک به طور طبیعی ترکیبات شیمیایی هستند که به عنوان مولکول های اصلی انتقال دهنده اطلاعات در سلول ها عمل می کنند و مواد ژنتیکی را آرایش می کنند. اسیدهای نوکلئیک در همه موجودات زنده به وفور یافت می شود و محلی هستند که اطلاعات مربوط به هر سلول زنده از هر شکل حیاتی را در کره زمین را کدگذاری و ذخیره می کنند. آن ها به نوبه خود عملکرد خود را برای انتقال و بیان اطلاعات در داخل و خارج هسته سلول و در نهایت به نسل بعدی هر موجود زنده انجام می دهند. اطلاعات رمزگذاری شده در مولکول های RNA و DNA ذخیره می شوند که نقش مهمی در هدایت سنتز پروتئین دارند.

رشته های نوکلئوتیدی بهم می پیوندند و ساختاری مارپیچی تشکیل می دهند – تک رشته ای برای RNA و دو رشته ای برای DNA – و به صورت زنجیره ای از جفت بازهایی در می آیند که از پنج نوکلوباز اصلی تشکیل شده اند: آدنین ، سیتوزین ، گوانین ، تیمین ، و اوراسیل. تیمین فقط در DNA و اوراسیل فقط در RNA وجود دارد. با استفاده از اسیدهای آمینه و فرآیندی که به عنوان سنتز پروتئین شناخته می شود مولکول های پروتئین طی فرآیند ترجمه تشکیل می شوند. در RNA ، توالی های جفت باز، تولید پروتئین های جدیدی را رقم میزند که فریم ها، قطعات و بیشتر فرایندهای شیمیایی همه اشکال حیاتی را تعیین می کند.

ترکیب مولکولی و اندازه

اسیدهای نوکلئیک به طور کلی مولکول های بسیار بزرگی هستند. در واقع ، مولکول های DNA احتمالاً بزرگترین مولکول های منفرد شناخته شده هستند.

در بیشتر موارد ، مولکول های DNA که به طور طبیعی وجود دارند دو رشته ای هستند و مولکول های RNA تک رشته هستند. با این حال موارد استثنایی زیادی وجود دارد – بعضی از ویروس ها دارای ژنوم های ساخته شده از RNA دو رشته هستند و یک سری از ویروس های دیگر دارای ژنوم DNA تک رشته ای هستند.

اسیدهای نوکلئیک پلیمرهای خطی (زنجیره ای) از نوکلئوتیدها هستند. هر نوکلئوتید از سه جز تشکیل شده است: یک نوکلئوباز پورین یا پیریمیدین ، یک قند پنتوز و یک گروه فسفات که مولکول را اسیدی می کند. به زیرسازی تشکیل شده از نوکلئوباز به علاوه قند ، نوکلئوزید گفته می شود. انواع اسیدهای نوکلئیک از نظر ساختار قند در نوکلئوتیدهایشان متفاوت است – DNA حاوی 2′-deoxyribose است در حالی که RNA حاوی ریبوز است (که تنها تفاوت آن، وجود یک گروه هیدروکسیل است). همچنین ، نوکلئوبازهای یافت شده در دو نوع اسید نوکلئیک متفاوت هستند: آدنین ، سیتوزین و گوانین هم در RNA و هم در DNA یافت می شوند ، در حالی که تیمین در DNA و اوراسیل در RNA وجود دارد.

قندها و فسفات های موجود در اسیدهای نوکلئیک از طریق پیوندهای فسفودیستر در یک زنجیره متناوب (قند – فسفات) به یکدیگر متصل می شوند. نوکلئوبازها از طریق ارتباط N-glycosidic شامل نیتروژن حلقه نوکلئوباز (N-1 برای پیریمیدین ها و N-9 برای پورین ها) و کربن 1 ‘حلقه قند پنتوز به قندها متصل می شوند.

نوکلئوزیدهای غیراستاندارد نیز در RNA و DNA یافت می شوند و معمولاً از اصلاح نوکلئوزیدهای استاندارد درون مولکول DNA یا نسخه RNA اولیه (آغازین) ایجاد می شوند. مولکول های انتقال دهنده RNA (tRNA) حاوی تعداد زیادی نوکلئوزید اصلاح شده هستند.