DNA nükleotidleri: ne oldukları, özellikleri ve işlevleri

1990 yılında 3 milyar dolarlık bir bütçeyle başlatılan insan genomu projesi, kendisine küresel bir hedef koydu. DNA'mızı üreten kimyasal bazların haritasını çıkarmak ve türlerin genomunda bulunan tüm genleri belirlemek insan. Dizileme, 13 yıl sonra 2003 yılında tamamlandı.

Bu devasa moleküler ve genetik çalışma sayesinde artık insan genomunun yaklaşık 3.000 milyon baz çifti ve 20.000-25.000 gen içerdiğini biliyoruz. Yine de, her bir hücremizde kodladığımız genetik bilgi bölümlerinin her birinin işlevleri bilinmediğinden, açıklanması gereken çok şey var.

Bilim adamları araştırdıkça, genel nüfus genetiğin ne olduğunun giderek daha fazla farkına varıyor. Kalıtımı ve işlevlerimizin her birini organize eden ve kodlayan moleküllerin alfabesini inceleyen bilim. hayati. Genlerimiz olmadan biz bir hiçiz ve onlar çıplak gözle görülmese de tüm canlı materyal onlar sayesinde "vardır". Bilgiye en baştan başlamadan ulaşamayacağımız için bu yazımızda sizlere varlığımızı kodlayan bazal yapı: DNA nükleotidleri.

• İlgili makale: "DNA ve RNA Arasındaki Farklar"

nükleotid nedir?

Bir nükleotid şu şekilde tanımlanır: bir nükleosit (pentoz + azotlu baz) ve bir fosfat grubunun kovalent bağlanmasıyla oluşan organik bir molekül.

Bir nükleotid dizisi, kendi genetik kelimesidir, çünkü sırası, proteinlerin hücresel makine tarafından sentezini ve dolayısıyla canlının metabolizmasını kodlar. Ama kendimizi aşmayalım: İlk önce bu eşsiz molekülü oluşturan parçaların her birine odaklanacağız.

1. pentoz

Pentozlar, 5 karbon atomlu bir zincirden oluşan monosakkaritler, basit karbonhidratlardır (şekerler). birlikte net bir yapısal işlevi yerine getirir. Pentoz, RNA'nın temel yapısı olan bir ribonükleositi oluşturan bir riboz olabilir. Öte yandan, riboz bir oksijen atomunu kaybederse, DNA'nın ana yapısı olan deoksiribonükleosidin bir parçası olan pentoz olan deoksiriboz ortaya çıkar.

2. Azot bazı

Daha önce söylediğimiz gibi, pentoz ve azotlu bir baz, bir ribonükleosit veya deoksiribonükleozid meydana getirir, fakat baz nedir? Azotlu bazlar, iki veya daha fazla azot atomu içeren halkalı organik bileşiklerdir. içlerinde Genetik kodun anahtarı, parçası oldukları nükleotidlerin her birine özel bir isim verdikleri için bulunur.. Bu heterosiklik bileşiklerin 3 tipi vardır:

Purin azotlu bazlar: adenin (A) ve guanin (G). Her ikisi de hem DNA hem de RNA'nın bir parçasıdır. Pirimidin azotlu bazlar: sitozin (C), timin (T) ve urasil (U). Timin DNA'ya özgüdür, urasil ise RNA'ya özgüdür.

İzoaloksasin azotlu bazlar: flavin (F). DNA veya RNA'nın bir parçası değildir, ancak diğer süreçleri yerine getirir.

Bu nedenle, bir nükleotid bir timin bazı içeriyorsa, doğrudan (T) olarak adlandırılır. Azotlu bazlar, hayatımızın bir noktasında bir tahtada veya bilgilendirici bilimsel materyallerde hepimizin gördüğü dizilere isim verenlerdir. Örneğin, GATTACA, her biri kendisine adını veren bir baza sahip 7 nükleotitten oluşan bir DNA dizisi örneğidir..

• İlginizi çekebilir: "Mendel'in 3 yasası ve bezelye: bize öğrettikleri şey bu"

3. Fosfat grubu

A, G, C ve T bazlarından birine bir glikosidik bağ ile bağlanan pentozu tanımladığımız için, zaten tam nükleosite sahibiz. Şimdi nükleotidin tamamına sahip olmak için sadece bir bileşiğe ihtiyacımız var: fosfat grubu.

Bir fosfat grubu tetrahedral bir düzenlemede dört özdeş oksijen atomu ile çevrili merkezi bir fosfor (P) atomundan oluşan çok atomlu bir iyon. Bu atom kombinasyonu, DNA ve RNA'nın nükleotitlerinin ve aynı zamanda kimyasal enerjiyi (ATP) taşıyanların bir parçası olduğu için yaşam için gereklidir.

Nükleotid: Nükleozit (baz + pentoz) + fosfat grubu

DNA nükleotidleri aracılığıyla yaşamı deşifre etmek

Bütün bu kimyasal bilgiler harika, ama bunu nasıl uygulamaya koyacağız? Her şeyden önce şunu hesaba katmalıyız. her üç kodlayıcı nükleotid, bir proteine ​​yol açan düzeneklerin her biri hakkında bilgi sağlamak için farklı bir cümle oluşturur.. Bir örnek verelim:

• ATT: adenin, timin ve timin
• ACT: adenin, sitozin ve timin
• ATA: adenin, timin ve adenin

Hücrenin DNA çekirdeğinde kodlanan bu üç nükleotid dizisi, protein sentezi için kullanılan 20 amino asitten biri olan amino asit izolösini bir araya getirin işlevsel. Aşağıdakileri açıklığa kavuşturuyoruz: mesele, izolösini birleştirmek için üç dizinin gerekli olması değil, üçünün birbirinin yerine geçebilmesidir, çünkü hepsi bu amino asidi (artıklık) kodlamaktadır.

Burada bizi pek ilgilendirmeyen bir süreçle, hücresel makine, transkripsiyon adı verilen bir işlem gerçekleştirir, bu sayede bu DNA nükleotit üçlüleri RNA'ya çevrilir.. Azotlu baz timin RNA'nın bir parçası olmadığından, her (T) bir (U) ile değiştirilmelidir. Böylece, bu nükleotid üçlüleri şöyle görünecektir:

• AUU
• ACU
• SB

Hücre izolösine ihtiyaç duyarsa, bu üç üçlüden (şimdi kodonlar olarak adlandırılır) herhangi biri ile kopyalanan bir RNA hücre çekirdeğinden hücre çekirdeğine gidecektir. amino asit izolösini o anda inşa edilen proteine ​​entegre etme emri verilecek olan sitozolünün ribozomları.

Azotlu bazlara dayalı bu nükleotid dili sayesinde toplam 64 kodon üretilebilir., canlılarda herhangi bir protein oluşturmak için gerekli olan 20 amino asidi kodlayan. Nadir durumlar dışında, her amino asidin 2,3,4 veya 6 farklı kodon tarafından kodlanabileceğine dikkat edilmelidir. Örneğin izolösin ile ilgili daha önce gördüğümüz durumda, üç olası nükleotid kombinasyonu geçerlidir.

Proteinler genellikle 100 ila 300 amino asitten oluşur.. Böylece 100 tanesinden oluşan bir protein, hesaplamalar yaparak 300 kodon (her baz üçlüsü) tarafından kodlanacaktır. genomunda bulunan 300 DNA nükleotidinin translasyonunun ürünü olacak bir amino aside yanıt verir, unutmayın) hücre.

Kısa bir açıklama

Tüm bu ani açıklamaların biraz baş döndürücü olabileceğini anlıyoruz, ancak sizi temin ederiz ki, Aşağıda sunduğumuz benzetmeler, DNA nükleotidlerinin işlevi, size daha açık olacaktır. Su.

Hücrenin çekirdeğinin içindeki DNA'yı kitaplarla dolu devasa bir kütüphane olarak görmeliyiz.. Kitapların her biri, belirli bir amaç için düzenlenmiş nükleotidler olan yaklaşık 150 harf içeren (insanlarda) bir gendir. Böylece, bu nükleotid harflerinin her üçü kısa bir cümle oluşturur.

Yorulmak bilmeyen bir kütüphaneci, bu durumda hücrenin RNA polimeraz enzimi, kitaplardan birinin sözlerini somut malzemeye dönüştürmeye çalışıyor.. Bu, belirli bir kitabı, belirli bir ifadeyi aramaktan sorumlu olacak ve kelimeler başlatılamadığından (DNA çekirdekten taşınamaz), ilgili bilgileri kendi formuna kopyalayacaktır. not defteri.

"Kopyalanmış ifadeler", RNA nükleotitlerine, yani kodonlara dönüştürülen DNA nükleotitlerinden başka bir şey değildir. Bu bilgi yazıya döküldükten sonra (transkripsiyon), bir makine kelimelerin her birinde yer alan bilgileri buna göre bir araya getirmeye hazırdır. Bunlar, proteinlerin belirli bir sırayla bir dizi amino asitten sentezlendiği yerler olan ribozomlardır. Bu şekilde daha kolay, değil mi?

Özet

Fark etmiş olabileceğiniz gibi, DNA tarafından kodlanan karmaşık süreçleri açıklamak, neredeyse onları anlamak kadar karmaşıktır. Yine de, tüm bu terminolojik holding hakkında somut bir fikir edinmenizi istiyorsak, şudur: Canlıların DNA'sında bulunan nükleotidlerin sırası, proteinlerin doğru sentezini kodlar.Bu, çeşitli metabolik süreçlere ve vücudumuzun bizi tanımlayan bölümlerinin her birine dönüşüyor, çünkü bunlar hemen hemen her dokunun kuru ağırlığının %50'sini temsil ediyor.

Böylece DNA'nın (genotip) hücresel mekanizmalar aracılığıyla ifadesi, özelliklerimizi ortaya çıkarır. dışsal (fenotip), bizi hem bireysel hem de biz yapan özellikler Türler. Bazen devasa fenomenlerin açıklaması çok daha küçük şeylerin anlaşılmasında yatar.

Bibliyografik referanslar:

• Nükleik asitler, Valencia Üniversitesi.
• Genetik kod, Ulusal İnsan Genomu Araştırma Enstitüsü (NIH).
• FOX KELLER, E. v. VE. L. Y. N. (2005). Nükleotid dizilerinden sistem biyolojisine. Bilimler, (077).
• Spalvieri, MP. & Rotenberg, R.G. (2004). Genomik tıp: Tek nükleotid polimorfizmi ve DNA mikrodizilerinin uygulamaları. Tıp (Buenos Aires), 64(6): s. 533 - 542.