Metabolisme av nukleinsyre innebærer montering og demontering av nukleinsyrer DNA og RNA. Både molekyler har til oppgave å lagre genetisk informasjon. Forstyrrelser i syntesen av DNA kan føre til mutasjoner og dermed til endringer i genetisk informasjon.
Hva er nukleinsyremetabolisme?
Metabolisme av nukleinsyre innebærer montering og demontering av nukleinsyrer DNA og RNA. Metabolisme av nukleinsyre sørger for dannelse og nedbrytning av deoksyribonukleinsyre (DNA) og ribonukleinsyre (RNA). I prosessen lagrer DNA all genetisk informasjon på lang sikt i cellekjernen. RNA er i sin tur ansvarlig for proteinsyntese og overfører dermed den genetiske informasjonen til proteiner. Både DNA og RNA består av nukleinsyre baseren sukker molekyl og en fosfat molekyl. De sukker molekyl er knyttet til fosfat rest ved forestring og binder seg til to fosfatrester. Dette danner en kjede av gjentakelse fosfat-sukker bindinger, til hver av hvilke en nukleinbase er bundet glukosidisk til sukkeret på siden. I tillegg til fosforsyre og sukker, fem forskjellige kjerner baser er tilgjengelige for å bygge DNA og RNA. De to nitrogen baser adenin og guanin tilhører purinderivatene og de to nitrogen baserer cytosin og tymin til pirimidinderivatene. I RNA byttes tymin ut mot uracil, som er preget av en ekstra CH3-gruppe. Den strukturelle enheten nitrogen base, sukkerrester og fosfatrester kalles nukleotid. I DNA dannes en dobbel-helix-struktur med to nukleinsyrer molekyler sammenføyd av hydrogen obligasjoner for å danne en dobbel streng. RNA består av bare en streng.
Funksjon og formål
Nukleinsyremetabolisme spiller en viktig rolle i lagring og overføring av den genetiske koden. Opprinnelig lagres den genetiske informasjonen i DNA gjennom sekvensen av nitrogenholdige baser. Her blir den genetiske informasjonen for en aminosyre kodet av tre påfølgende nukleotider. De suksessive basetrillene lagrer altså informasjonen om strukturen til en bestemt proteinkjede. Begynnelsen og slutten av kjeden er satt av signaler som ikke koder aminosyrer. De mulige kombinasjonene av nukleinbaser og det resulterende aminosyrer er ekstremt store, slik at det, med unntak av identiske tvillinger, ikke er genetisk identiske organismer. For å overføre den genetiske informasjonen til proteinet molekyler for å bli syntetisert, blir RNA-molekyler først dannet. RNA fungerer som en overføring av genetisk informasjon og stimulerer syntesen av proteiner. Den kjemiske forskjellen mellom RNA og DNA er at sukkeret ribose er bundet i molekylet i stedet for deoksyribose. Videre byttes nitrogenbase-tymin ut mot uracil. Den andre sukkerresten forårsaker også lavere stabilitet og enkeltstrenget RNA. Dobbeltstrengen i DNA sikrer den genetiske informasjonen mot endringer. I denne prosessen er to nukleinsyremolekyler koblet til hverandre via hydrogen liming. Dette er imidlertid bare mulig med komplementære nitrogenbaser. Dermed kan DNA bare inneholde baseparene henholdsvis adenin / tymin og guanin / cytosin. Når dobbeltstrengen deles, dannes den komplementære strengen alltid igjen. Hvis for eksempel en nukleinbase er endret, er det sikkert enzymer ansvarlig for å reparere DNA gjenkjenne feilen fra den komplementære basen. Den endrede nitrogenbasen erstattes vanligvis riktig. På denne måten er den genetiske koden sikret. Noen ganger kan imidlertid en mangel overføres, noe som resulterer i en mutasjon. I tillegg til DNA og RNA er det også viktige mononukleotider som spiller en viktig rolle i energimetabolisme. Disse inkluderer for eksempel ATP og ADP. ATP er adenosin trifosfat. Den inneholder en adeninrest, ribose og trifosfatresten. Molekylet gir energi og konverterer til adenosin difosfat når energi frigjøres, og splitter av en fosfatrest.
Sykdommer og lidelser
Når lidelser oppstår under nukleinsyremetabolismen, kan det oppstå sykdommer. For eksempel kan det oppstå feil i konstruksjonen av DNA, med en feil nukleinbase som brukes. Mutasjon oppstår. Endringer i nitrogenbasene kan skje gjennom kjemiske reaksjoner som deaminering. I denne prosessen erstattes NH2-grupper med O = grupper. Normalt lagrer den komplementære strengen i DNA fortsatt koden, slik at reparasjonsmekanismene kan falle tilbake på den komplementære nitrogenbasen når feilen korrigeres. Imidlertid, når det gjelder massive kjemiske og fysiske effekter, kan det oppstå så mange feil at det noen ganger blir gjort feil korreksjon. I de fleste tilfeller forekommer disse mutasjonene på mindre relevante steder i genomet, slik at ingen effekter er å frykte. Imidlertid, hvis en feil oppstår i en viktig region, kan den føre til en alvorlig endring i genetisk materiale med enorme effekter på Helse. Somatiske mutasjoner er ofte utløseren av ondartede svulster. Og dermed, kreft celler dannes hver dag. Som regel blir disse imidlertid umiddelbart ødelagt av immunsystem. Imidlertid, hvis mange mutasjoner dannes på grunn av sterke kjemiske eller fysiske effekter (f.eks. Stråling) eller på grunn av en defekt reparasjonsmekanisme, kreft kan utvikle seg. Det samme gjelder en svekket immunsystem. Imidlertid kan helt forskjellige sykdommer også utvikle seg i sammenheng med nukleinsyremetabolismen. Når nukleinbaser brytes ned, gir pyrimidinbaser opphav til beta-alanine, som er helt resirkulerbart. Purinbaser gir opphav til urinsyre, som er vanskelig å oppløse. Mennesker må skille ut urinsyre gjennom urinen. Hvis den enzymer for gjenvinning urinsyre å bygge opp purinbaser mangler, urinsyre konsentrasjon kan øke i en slik grad at urinsyrekrystaller faller ut i skjøter med dannelsen av gikt.
