DNR nukleotidai: kas jie yra, savybės ir funkcijos

Žmogaus genomo projektas, pradėtas 1990 m., kurio biudžetas siekė 3 milijardus dolerių, iškėlė sau pasaulinį tikslą. nustatyti chemines bazes, gaminančias mūsų DNR, ir nustatyti visus genus, esančius rūšies genome žmogus. Seka buvo baigta 2003 m., praėjus 13 metų.

Dėl šio titaniško molekulinio ir genetinio darbo dabar žinome, kad žmogaus genome yra maždaug 3000 milijonų bazinių porų ir 20 000–25 000 genų. Nepaisant to, dar daug ką reikia aprašyti, nes nėra žinomos kiekvienos genetinės informacijos dalies, kurią užkodavome kiekvienoje mūsų ląstelėje, funkcijos.

Mokslininkams tiriant, plačioji populiacija vis labiau suvokia, kas yra genetika mokslas, tiriantis tą molekulių abėcėlę, kuri organizuoja ir koduoja paveldimumą bei kiekvieną mūsų funkciją gyvybiškai svarbus. Mes esame niekas be savo genų ir, nors jie nematomi plika akimi, visa gyva medžiaga „yra“ jų dėka. Kadangi negalime įgyti žinių nepradėję nuo pradžių, šiame straipsnyje mes jums pristatome bazinė struktūra, kuri koduoja mūsų egzistavimą: DNR nukleotidai.

• Susijęs straipsnis: „DNR ir RNR skirtumai“

Kas yra nukleotidas?

Nukleotidas apibrėžiamas kaip organinė molekulė, susidaranti kovalentiniu ryšiu sujungus nukleozidą (pentozė + azoto bazė) ir fosfato grupę.

Nukleotidų seka yra jos pačios genetinis žodis, nes jos tvarka koduoja baltymų sintezę ląstelių mechanizmuose, taigi ir gyvos būtybės metabolizmą. Tačiau neapsunkinkime savęs: pirmiausia sutelksime dėmesį į kiekvieną dalį, iš kurios atsiranda ši unikali molekulė.

1. pentozė

Pentozės yra monosacharidai, paprasti angliavandeniai (cukrūs), sudaryti iš 5 anglies atomų grandinės kartu atlieka aiškią struktūrinę funkciją. Pentozė gali būti ribozė, iš kurios susidaro ribonukleozidas, pagrindinė RNR struktūra. Kita vertus, jei ribozė praranda deguonies atomą, atsiranda dezoksiribozė, pentozė, kuri yra dezoksiribonukleozido, pagrindinės DNR struktūros, dalis.

2. Azoto bazė

Kaip jau minėjome anksčiau, pentozė ir azoto bazė sudaro ribonukleozidą arba dezoksiribonukleozidą, bet kas yra bazė? Azoto bazės yra cikliniai organiniai junginiai, turintys du ar daugiau azoto atomų. juose randamas genetinio kodo raktas, nes jie suteikia konkretų pavadinimą kiekvienam nukleotidui, kurio dalis jie yra. Yra 3 šių heterociklinių junginių tipai:

Purino azoto bazės: adeninas (A) ir guaninas (G). Abi yra tiek DNR, tiek RNR dalis. Pirimidino azotinės bazės: citozinas (C), timinas (T) ir uracilas (U). Timinas būdingas tik DNR, o uracilas – tik RNR.

Izoaloksacino azotinės bazės: flavinas (F). Jis nėra DNR ar RNR dalis, bet vykdo kitus procesus.

Taigi, jei nukleotide yra timino bazė, jis tiesiogiai vadinamas (T). Azotinės bazės yra tos, kurios suteikia pavadinimus toms sekoms, kurias visi tam tikru savo gyvenimo momentu matėme ant lentos ar informacinės mokslinės medžiagos. Pavyzdžiui, GATTACA yra 7 nukleotidų DNR sekos pavyzdys, kurių kiekvienas turi bazę, kuri suteikia jai pavadinimą..

• Galbūt jus domina: „3 Mendelio dėsniai ir žirniai: štai ko jie mus moko“

3. Fosfatų grupė

Mes jau turime visą nukleozidą, nes aprašėme pentozę, kuri glikozidine jungtimi susieta su viena iš bazių A, G, C ir T. Dabar mums reikia tik vieno junginio, kad būtų visas nukleotidas: fosfatų grupė.

Fosfatų grupė yra poliatominis jonas, sudarytas iš centrinio fosforo (P) atomo, apsupto keturių identiškų deguonies atomų tetraedriniu išdėstymu. Šis atomų derinys yra būtinas gyvybei, nes jis yra DNR ir RNR nukleotidų dalis, taip pat tų, kurie perneša cheminę energiją (ATP).

Nukleotidas: Nukleozidas (bazė + pentozė) + fosfato grupė

Gyvybės iššifravimas naudojant DNR nukleotidus

Visa ši cheminė informacija yra puiki, bet kaip ją pritaikyti praktiškai? Na, visų pirma, turime į tai atsižvelgti kas trys koduojantys nukleotidai sudaro skirtingą frazę, kad pateiktų informaciją apie kiekvieną rinkinį, iš kurio susidaro baltymas. Paimkime pavyzdį:

• ATT: adeninas, timinas ir timinas
• ACT: adeninas, citozinas ir timinas
• ATA: adeninas, timinas ir adeninas

Šiose trijose ląstelės DNR branduolyje užkoduotose nukleotidų sekose yra instrukcijos surenka aminorūgštį izoleuciną, kuri yra viena iš 20 aminorūgščių, naudojamų baltymų sintezei funkcinis. Mes paaiškiname šiuos dalykus: ne tai, kad trys sekos yra būtinos izoleucinui surinkti, o tai, kad jas galima pakeisti, nes visos jos koduoja šią aminorūgštį (redundancija).

Per procesą, kuris mums čia per daug nerūpi, ląstelių mechanizmas atlieka procesą, vadinamą transkripcija, kurio metu šie DNR nukleotidų tripletai paverčiami RNR. Kadangi azoto bazės timinas nėra RNR dalis, kiekvienas (T) turėtų būti pakeistas (U). Taigi šie nukleotidų tripletai atrodytų taip:

• AUU
• ACU
• WUA

Jei ląstelei reikia izoleucino, RNR, transkribuota bet kuriuo iš šių trijų tripletų (dabar vadinamų kodonais), nukeliaus iš ląstelės branduolio į savo citozolio ribosomas, kur joms bus duotas nurodymas integruoti aminorūgštį izoleuciną į baltymą, kuris tuo metu kuriamas.

Per šią nukleotidų kalbą, pagrįstą azotinėmis bazėmis, iš viso galima sukurti 64 kodonus., kurios koduoja 20 aminorūgščių, reikalingų bet kokiems baltymams gaminti gyvuose organizmuose. Reikėtų pažymėti, kad, išskyrus retus atvejus, kiekviena aminorūgštis gali būti koduota 2, 3, 4 arba 6 skirtingais kodonais. Pavyzdžiui, tuo atveju, kai anksčiau matėme izoleucino atveju, galioja trys galimi nukleotidų deriniai.

Baltymai paprastai susideda iš 100–300 aminorūgščių.. Taigi baltymas, sudarytas iš 100 jų, atliekant skaičiavimus, bus užkoduotas 300 kodonų (kiekvienas bazių tripletas reaguoja į aminorūgštį, atsiminkite), kuri bus 300 DNR nukleotidų, esančių genome, vertimo rezultatas. ląstelė.

Trumpas paaiškinimas

Suprantame, kad visas šis staigus paaiškinimas gali šiek tiek apsvaigti, tačiau užtikriname, kad Palyginimai, kuriuos pateikiame toliau, DNR nukleotidų funkcija bus jums aiškesnė nei Vanduo.

Mes turime matyti DNR ląstelės branduolyje kaip didžiulę biblioteką, pilną knygų. Kiekviena iš knygų yra genas, kuriame (žmonių atveju) yra apie 150 raidžių, kurios yra tam tikram tikslui išdėstyti nukleotidai. Taigi, kas trys iš šių nukleotidų raidžių sudaro trumpą frazę.

Šiuo atveju nenuilstantis bibliotekininkas ląstelės RNR polimerazės fermentas siekia vienos iš knygų žodžius paversti apčiuopiama medžiaga. Na, tai bus atsakingas už konkrečios knygos, konkrečios frazės ir, kadangi žodžių pradėti, ieškoti negalima puslapių (DNR negalima perkelti iš šerdies), ji nukopijuos atitinkamą informaciją į savo formą užrašų knygelė.

„Nukopijuotos frazės“ yra ne kas kita, kaip DNR nukleotidai, paversti RNR nukleotidais, tai yra kodonais. Kai ši informacija yra transkribuota (transkripcija), aparatas yra pasirengęs atitinkamai surinkti informaciją, esančią kiekviename žodyje. Tai yra ribosomos, vietos, kur baltymai sintetinami iš aminorūgščių sekos tam tikra tvarka. Taip lengviau, tiesa?

Santrauka

Kaip galbūt pastebėjote, paaiškinti sudėtingus DNR užkoduotus procesus yra beveik taip pat sudėtinga, kaip ir suprasti juos. Nepaisant to, jei norime, kad jūs išlaikytumėte konkrečią viso šio terminų konglomerato idėją, tai yra: nukleotidų, esančių gyvų būtybių DNR, tvarka koduoja teisingą baltymų sintezę, kuris virsta įvairiais medžiagų apykaitos procesais ir kiekvienoje mus apibrėžiančioje kūno dalyje, nes jos sudaro 50 % beveik bet kurio audinio sauso svorio.

Taigi, DNR (genotipo) ekspresija per ląstelių mechanizmus sukelia mūsų bruožus. išoriniai (fenotipas), ypatybės, kurios daro mus tuo, kas esame, tiek individualiai, tiek rūšių. Kartais didžiulių reiškinių paaiškinimas slypi daug mažesnių dalykų supratime.

Bibliografinės nuorodos:

• Nukleino rūgštys, Valensijos universitetas.
• Genetinis kodas, Nacionalinis žmogaus genomo tyrimų institutas (NIH).
• FOX KELLER, E. v. IR. L. Y. N. (2005). Nuo nukleotidų sekų iki sistemų biologijos. Mokslai, (077).
• Spalvieri, parlamentaras. ir Rotenbergas, R.G. (2004). Genominė medicina: vieno nukleotido polimorfizmo ir DNR mikrogardelių taikymas. Medicina (Buenos Airės), 64(6): p. 533 - 542.