DNA-nukleotider: vad de är, egenskaper och funktioner

Det mänskliga genomprojektet, som lanserades 1990 med en budget på 3 miljarder dollar, satte upp det globala målet kartlägga de kemiska baserna som producerar vårt DNA och identifiera alla gener som finns i artens arvsmassa mänsklig. Sekvenseringen slutfördes 2003, 13 år senare.

Tack vare detta titaniska molekylära och genetiska arbete vet vi nu att det mänskliga genomet innehåller cirka 3 000 miljoner baspar och 20 000-25 000 gener. Ändå återstår mycket att beskriva, eftersom funktionerna hos var och en av de avsnitt av genetisk information som vi har kodat i var och en av våra celler inte är kända.

När forskare undersöker blir befolkningen i allmänhet mer och mer medveten om vad genetik är, vetenskap som studerar det alfabetet av molekyler som organiserar och kodar för ärftlighet och var och en av våra funktioner avgörande. Vi är ingenting utan våra gener och även om de inte är synliga för blotta ögat "är" allt levande material tack vare dem. Eftersom vi inte kan skaffa kunskap utan att börja från början presenterar vi dig i den här artikeln

den basala strukturen som kodar för vår existens: DNA-nukleotiderna.

• Relaterad artikel: "Skillnader mellan DNA och RNA"

Vad är en nukleotid?

En nukleotid definieras som en organisk molekyl som bildas genom kovalent bindning av en nukleosid (pentos + kvävebas) och en fosfatgrupp.

En sekvens av nukleotider är dess eget genetiska ord, eftersom dess ordning kodar för syntesen av proteiner av det cellulära maskineriet och därför metabolismen av den levande varelsen. Men låt oss inte gå före oss själva: vi ska först fokusera på var och en av de delar som ger upphov till denna unika molekyl.

1. pentos

Pentoser är monosackarider, enkla kolhydrater (socker), bildade av en kedja av 5 kolatomer tillsammans som fyller en tydlig strukturell funktion. Pentosen kan vara en ribos, som ger upphov till en ribonukleosid, RNA: s grundstruktur. Å andra sidan, om ribos förlorar en syreatom, uppstår deoxiribos, pentosen som är en del av deoxiribonukleosid, huvudstrukturen i DNA.

2. Kvävebas

Som vi har sagt tidigare ger pentos och en kvävebas upphov till en ribonukleosid eller deoxiribonukleosid, men vad är en bas? Kvävehaltiga baser är cykliska organiska föreningar som innehåller två eller flera kväveatomer. i dem nyckeln till den genetiska koden hittas, eftersom de ger ett specifikt namn till var och en av nukleotiderna som de är en del av. Det finns 3 typer av dessa heterocykliska föreningar:

Purinkvävehaltiga baser: adenin (A) och guanin (G). Båda är en del av både DNA och RNA. Pyrimidin kvävebaser: cytosin (C), tymin (T) och uracil (U). Tymin är unikt för DNA, medan uracil är unikt för RNA.

Isoaloxacin kvävebaserade baser: flavin (F). Det är inte en del av DNA eller RNA, men det uppfyller andra processer.

Således, om en nukleotid innehåller en tyminbas kallas den direkt (T). Kvävebaser är de som ger namn åt de sekvenser som vi alla har sett på någon svart tavla eller informativt vetenskapligt material någon gång i våra liv. Till exempel, GATTACA är ett exempel på en DNA-sekvens på 7 nukleotider, var och en med en bas som ger den dess namn..

• Du kanske är intresserad: "Mendels 3 lagar och ärter: detta är vad de lär oss"

3. Fosfatgrupp

Vi har redan den fullständiga nukleosiden, eftersom vi har beskrivit pentosen, som är kopplad med en glykosidbindning till en av baserna A, G, C och T. Nu behöver vi bara en förening för att ha nukleotiden i sin helhet: fosfatgruppen.

En fosfatgrupp är en polyatomisk jon som består av en central fosfor (P) atom omgiven av fyra identiska syreatomer i ett tetraedriskt arrangemang. Denna kombination av atomer är väsentlig för liv, eftersom den är en del av nukleotiderna av DNA och RNA, men också av de som transporterar kemisk energi (ATP).

Nukleotid: Nukleosid (bas + pentos) + fosfatgrupp

Dechiffrera liv genom DNA-nukleotider

All denna kemiska information är fantastisk, men hur omsätter vi den i praktiken? Jo, först och främst måste vi ta hänsyn till det var tredje kodande nukleotider bildar en annan fras för att ge information om var och en av de sammansättningar som ger upphov till ett protein. Låt oss ta ett exempel:

• ATT: adenin, tymin och tymin
• ACT: adenin, cytosin och tymin
• ATA: adenin, tymin och adenin

Dessa tre nukleotidsekvenser som kodas i cellens DNA-kärna innehåller instruktionerna för sätt ihop aminosyran isoleucin, som är en av 20 aminosyror som används för proteinsyntes funktionell. Vi klargör följande: det är inte så att de tre sekvenserna är nödvändiga för att sammanställa isoleucin, utan att de tre är utbytbara eftersom de alla kodar för denna aminosyra (redundans).

Genom en process som inte berör oss så mycket här, det cellulära maskineriet utför en process som kallas transkription, varvid dessa DNA-nukleotidtripletter översätts till RNA. Eftersom den kvävehaltiga basen tymin inte är en del av RNA, bör varje (T) ersättas med ett (U). Således skulle dessa nukleotidtripletter se ut så här:

• AUU
• ACU
• WUA

Om cellen kräver isoleucin kommer ett RNA som transkriberats med någon av dessa tre tripletter (nu kallade kodoner) att resa från cellkärnan till ribosomerna i dess cytosol, där de kommer att få ordern att integrera aminosyran isoleucin i proteinet som byggs upp i det ögonblicket.

Genom detta nukleotidspråk baserat på kvävehaltiga baser kan totalt 64 kodon genereras., som kodar för de 20 aminosyrorna som behövs för att bygga upp protein i levande varelser. Det bör noteras att, förutom vid sällsynta tillfällen, varje aminosyra kan kodas av 2,3,4 eller 6 olika kodon. I det fall vi har sett tidigare av isoleucin, till exempel, är tre möjliga nukleotidkombinationer giltiga.

Proteiner består i allmänhet av mellan 100 och 300 aminosyror.. Således kommer ett protein som består av 100 av dem, som gör beräkningar, att kodas av 300 kodon (varje triplett av baser reagerar på en aminosyra, kom ihåg), som kommer att vara produkten av translationen av 300 DNA-nukleotider som finns i genomet av cell.

En kort förklaring

Vi förstår att all denna plötsliga förklaring kan vara något svindlande, men vi försäkrar dig att med liknelser som vi presenterar nedan kommer funktionen hos DNA-nukleotiderna att vara tydligare för dig än Vatten.

Vi måste se DNA inuti cellens kärna som ett enormt bibliotek fullt av böcker. Var och en av böckerna är en gen, som innehåller (när det gäller människor) cirka 150 bokstäver, som är nukleotider arrangerade för ett specifikt syfte. Således bildar var tredje av dessa nukleotidbokstäver en kort fras.

En outtröttlig bibliotekarie, i det här fallet cellens RNA-polymerasenzym försöker omvandla orden i en av böckerna till påtagligt material. Tja, detta kommer att ansvara för att leta efter den specifika boken, den specifika frasen och eftersom orden inte kan startas av sidorna (DNA kan inte flyttas från kärnan), kommer den att kopiera relevant information till sin egen form anteckningsbok.

De "kopierade fraserna" är inget annat än DNA-nukleotider omvandlade till RNA-nukleotider, det vill säga kodon. När denna information har transkriberats (transkription), är en maskin redo att sätta samman informationen i vart och ett av orden i enlighet därmed. Dessa är ribosomerna, platser där proteiner syntetiseras från en sekvens av aminosyror i en specifik ordning. Lättare så, eller hur?

Sammanfattning

Som du kanske har märkt är det nästan lika komplicerat att förklara de invecklade processerna som kodas av DNA som att förstå dem. Trots det, om vi vill att du ska behålla en konkret uppfattning om allt detta terminologiska konglomerat, är detta följande: Nukleotidernas ordning i levande varelsers DNA kodar för korrekt syntes av proteiner, vilket översätts till olika metaboliska processer och i var och en av de delar av vår kropp som definierar oss, eftersom dessa representerar 50% av torrvikten av nästan vilken vävnad som helst.

Således ger uttrycket av DNA (genotyp) genom cellulära mekanismer upphov till våra egenskaper. yttre (fenotyp), de egenskaper som gör oss till de vi är, både individuellt och arter. Ibland ligger förklaringen till enorma fenomen i förståelsen av mycket mindre saker.

Bibliografiska referenser:

• Nukleinsyror, Valencias universitet.
• Genetisk kod, National Human Genome Research Institute (NIH).
• FOX KELLER, E. v. OCH. L. Y. N. (2005). Från nukleotidsekvenser till systembiologi. Vetenskaper, (077).
• Spalvieri, MP. & Rotenberg, R.G. (2004). Genomisk medicin: Tillämpningar av enkelnukleotidpolymorfism och DNA-mikroarrayer. Medicin (Buenos Aires), 64(6): s. 533 - 542.