Nucleïnezuren zijn chemische verbindingen van groot biologisch belang; alle levende organismen bevatten nucleïnezuren in de vorm van DNA en RNA (respectievelijk deoxyribonucleïnezuur en ribonucleïnezuur). Nucleïnezuren zijn zeer belangrijke moleculen omdat ze de primaire controle uitoefenen over de fundamentele levensprocessen in alle organismen.
Alles wijst erop dat nucleïnezuren een identieke rol hebben gespeeld sinds de eerste vormen van primitief leven die konden overleven (zoals bacteriën).
In de cellen van levende organismen is DNA vooral aanwezig in chromosomen (in delende cellen) en in chromatine (in intercynetische cellen).
Het is ook aanwezig buiten de kern (met name in de mitochondriën en plastiden, waar het zijn functie vervult als informatiecentrum voor de synthese van een deel of het hele organel).
RNA daarentegen is zowel in de kern als in het cytoplasma aanwezig: in de kern is het meer geconcentreerd in de nucleolus; in het cytoplasma is het meer geconcentreerd in de polysomen.
De chemische structuur van nucleïnezuren is vrij complex; ze worden gevormd door nucleotiden, die elk (zoals we hebben gezien) worden gevormd door drie componenten: koolhydraat (pentose), stikstofbase (purine of pyrimidine) en fosforzuur.
Nucleïnezuren zijn daarom lange polynucleotiden, die het resultaat zijn van de aaneenschakeling van eenheden die nucleotiden worden genoemd. Het verschil tussen DNA en RNA zit in de pentose en de base. Er zijn twee soorten pentose, één voor elk type nucleïnezuur:
1) Ribose in het RNA;
2) Dessosiribose in DNA.
Wat de bases betreft, moeten we het onderscheid herhalen; pyrimidinebasen omvatten:
1) Cytosine;
2) Thymine, alleen aanwezig in DNA;
3) Uracil, alleen aanwezig in het RNA.
De purinebasen daarentegen bestaan uit:
1) Adenine
2) Guanine.
Samengevat vinden we in het DNA: Cytosine - Adenine - Guanine - Thymine (C-A-G-T); terwijl we in het RNA hebben: Cytosine - Adenine - Guanine - Uracil (C-A-G-U).
Alle nucleïnezuren hebben de lineaire ketenstructuur van polynucleotiden; de specificiteit van de informatie wordt bepaald door de verschillende volgorde van de basen.
DNA-structuur
De nucleotiden van de DNA-keten zijn verbonden met een esterbinding tussen fosforzuur en pentose; het zuur is gebonden aan koolstof 3 van de nucleotide pentose en aan koolstof 5 van de volgende; in deze bindingen gebruikt het twee van zijn drie zuurgroepen; de resterende zuurgroep geeft het molecuul zijn zure karakter en laat het bindingen vormen met basische eiwitten .
DNA heeft een dubbele helixstructuur: twee complementaire ketens, waarvan er één "naar beneden gaat" en de "andere" omhoog gaat. "Met deze rangschikking komt het concept van" antiparallelle "ketens overeen, dat wil zeggen parallel maar met tegengestelde richtingen. aan de ene kant begint een van de ketens met een binding tussen fosforzuur en koolstof 5 van de pentose en eindigt met een vrije koolstof 3. terwijl de richting van de complementaire keten tegengesteld is.We zien ook dat de waterstofbindingen tussen deze twee ketens voorkomen alleen tussen een purinebase en een pyrimidine en vice versa, dwz tussen adenine en thymine en tussen cytosine en guanine en vice versa: er zijn twee waterstofbruggen in het AT-paar, terwijl er in het GC-paar drie bindingen zijn. het tweede paar heeft meer stabiliteit.
DNA-verdubbeling
Zoals reeds vermeld met betrekking tot de intercynetische kern, kan DNA zich in de "autosynthetische" en "allosynthetische" fasen bevinden, dat wil zeggen respectievelijk bezig met het synthetiseren van paren van zichzelf (autosynthese) of een "andere stof (RNA: allosynthese). wat betreft het is verdeeld in drie fasen, genaamd G1, S, G2. In fase G1 (waarin G als de initiële groei kan worden beschouwd) synthetiseert de cel, onder controle van nucleair DNA, alles wat nodig is voor zijn metabolisme. In fase S (waar S staat voor synthese, d.w.z. synthese van nieuw nucleair DNA) vindt DNA-verdubbeling plaats. In fase G2 hervat de cel de groei en bereidt zich voor op de volgende deling.
LATEN WE IN HET KORT DE FENOMEN ZIEN DIE IN FASE UITVINDEN
Allereerst kunnen we de twee antiparallelle ketens voorstellen alsof ze al "gedespiraliseerd" waren. Uitgaande van het ene uiterste worden de bindingen tussen basenparen (A - T en G - C) verbroken en gaan de twee complementaire ketens uit elkaar (de vergelijking van de opening van een "flash" is geschikt). Op dit punt is een enzym ( DNA-polymerase) "stroomt" langs elke afzonderlijke keten, wat de vorming van bindingen bevordert tussen de nucleotiden waaruit het bestaat en nieuwe nucleotiden (eerder "geactiveerd" met energie die vrijkomt door de "ATP) die in het karyoplasma voorkomt. Een nieuwe timína is noodzakelijkerwijs gekoppeld aan elke adenine, enzovoort, en vormt geleidelijk een nieuwe dubbele keten van elke enkele keten.
Het DNA-polymerase lijkt in vivo onverschillig te werken op de twee ketens, ongeacht de "richting" (van 3 naar 5 of vice versa). Op deze manier, wanneer de hele oorspronkelijke dubbele DNA-keten is bedekt, twee dubbele ketens, precies De term die dit fenomeen definieert is "semiconservatieve reduplicatie", waarbij "reduplicatie" de betekenissen van kwantitatieve verdubbeling en exacte kopie concentreert, terwijl "semiconservatief" herinnert aan het feit dat voor elke nieuwe dubbele DNA-keten slechts één keten is neo-intetisch.
DNA bevat genetische informatie, die het doorgeeft aan RNA; deze geeft het op zijn beurt door aan eiwitten en regelt zo de metabolische functies van de cel. Bijgevolg staat het hele metabolisme direct of indirect onder controle van de kern.
De genetische erfenis die we in DNA vinden, is bestemd om specifieke eiwitten aan de cel te geven.
Als we ze in paren nemen, geven de vier basen 16 mogelijke combinaties, dat zijn 16 letters, niet genoeg voor alle aminozuren. Als we ze in plaats daarvan in drietallen nemen, zullen er 64 combinaties zijn, die misschien te veel lijken, maar die in werkelijkheid allemaal in gebruik zijn, aangezien de wetenschap heeft ontdekt dat verschillende aminozuren door meer dan één triplet worden gecodeerd. We hebben dus de vertaling van de 4 letters van de stikstofbasen van de nucleotiden naar de 21 van de aminozuren; echter, vóór de "vertaling", c "is de" transcriptie ", nog steeds binnen de" vierletterige "context, dat is de passage van de genetische informatie van de 4 letters van het DNA naar de 4 letters van het RNA, waarbij rekening mee dat, in plaats van de verlegen (DNA), c "is" uracil (RNA).
Het transcriptieproces vindt plaats wanneer, in aanwezigheid van ribonucleotiden, enzymen (RNA-polymerase) en energie in de ATP-moleculen, de DNA-keten wordt geopend en RNA wordt gesynthetiseerd, wat een getrouwe reproductie is van de genetische informatie die in dat stuk van de open keten.
Er zijn drie hoofdtypen RNA en ze zijn allemaal afkomstig van nucleair DNA:
- RNAm (boodschapper)
- RNAr (ribosomaal)
- RNAt of RNA's (transfer of oplosbaar)
