Struktur og egenskaper
Nukleisk syrer er biomolekyler som finnes i alle levende ting på jorden. Det skilles mellom ribonukleinsyre (RNA, RNA, ribonukleinsyre) og deoksyribonukleinsyre (DNA, DNA, deoksyribonukleinsyre). Nukleisk syrer er polymerer sammensatt av såkalte nukleotider. Hvert nukleotid består av følgende tre enheter:
- Sukker (karbohydrat, monosakkarid, pentose): ribose i RNA, 2`-deoksyribose i DNA.
- Uorganisk fosfat (fosforsyre, som ester).
- Organisk nucleic baser: Purinbaser: Adenin, guanin; pyrimidinbaser: Cytosin, Thymin (i DNA) og Uracil (i RNA).
Via fosfodiester-kobling, nukleic syrer noen ganger danner ekstremt lange, lineære kjeder. Ryggraden er vekselvis sammensatt av fosfat- og sukkerenhetene. Forskjellen baser er festet til sukkeret. Trådene slutter ved 5'-enden (fosfat) og i 3'-enden (hydroksylgruppen) og har derfor en retning (5'3 'eller omvendt). Nukleinsyrer syntetiseres av polymeraser som DNA-polymerase (DNA) eller RNA-polymerase (RNA). Forbindelsen til et sukker med en base kalles et nukleosid i fravær av fosfat. Det skilles mellom ribonukleosider og deoksyribonukleosider. For eksempel kalles basen adenin, nukleosidet adenosin og deoksynukleosid deoksyadenosin. Nukleotider eller fosforylerte nukleosider har andre funksjoner i organismen, for eksempel som energibærere (adenosin trifosfat) eller for signaltransduksjon (syklisk guanosinmonofosfat, cGMP).
Deoksyribonukleinsyre (DNA).
Deoksyribonukleinsyre (DNA) er vanligvis dobbeltstrenget og har en dobbel spiralformet og antiparallell struktur. Dette betyr at de to trådene løper i motsatt retning. Følgende fire baser er funnet i DNA:
- Puriner: adenin (A), guanin (G).
- Pyrimidiner: tymin (T), cytosin (C)
De baser av de to trådene danner de såkalte baseparene via hydrogen obligasjoner. Enten mellom adenin og tymin (A = T) eller mellom guanin og cytosin (G≡C).
Ribonukleinsyre (RNA)
Ribonukleinsyre (RNA), i motsetning til DNA, er vanligvis enkeltstrenget og inneholder uracil (U) i stedet for tymin. Videre er sukkeret ribose i stedet for 2'-deoksyribosen i DNA. Disse to sukkerne skiller seg bare i en hydroksygruppe, som mangler i 2'-deoksyribosen (deoksy = uten oksygen). RNA kan anta veldig forskjellige strukturer i rommet. Ulike typer eksisterer med forskjellige oppgaver:
- Messenger RNA (mRNA): transkripsjon.
- Ribosomalt RNA (rRNA): Sammen med proteiner, en komponent av ribosomer.
- Overfør RNA (tRNA): Proteinsyntese.
In virus, Kan RNA overta funksjonen til DNA som bærer av genetisk informasjon, for eksempel i påvirke virus or hepatitt C virus. Disse blir referert til som RNA-virus.
Genetisk kode, transkripsjon og oversettelse.
Tre påfølgende baser i hvert DNA eller mRNA (kodon) koder for en aminosyre, byggesteinene til proteiner. Deler av DNA transkriberes først til mRNA (messenger RNA) under transkripsjon. Dannelsen av proteiner fra mRNA ved ribosomet kalles oversettelse.
Funksjon og betydning
Nukleinsyrer har en grunnleggende betydning som informasjonslager. DNA inneholder informasjonen som kreves for dannelse, utvikling og homeostase av alle levende ting. Dette er først og fremst sekvensen av aminosyrer i proteiner. Sekvensen tRNA og rRNA er også "lagret" i DNA. Oppgavene til ribonukleinsyrer (RNA) er bredere. I likhet med DNA er de informasjonsbærere, men de har også strukturelle og katalytiske funksjoner og gjenkjennelsesfunksjoner. Nukleinsyrer avslører at levende organismer på jorden er i slekt med hverandre og stammer fra en felles forfader som eksisterte for mer enn 3.5 milliarder år siden. Genetikk gir dermed svar på grunnleggende spørsmål om livet.
Nukleinsyrer i legemidler (eksempler).
Nukleosidanaloger som acyclovir or penciklovir administreres for behandling av virusinfeksjoner. De er derivater av nukleosider som fører til kjedeavslutning etter fosforylering og inkorporering i viralt DNA fordi sukkerdelen er ufullstendig. De er falske substrater som forstyrrer DNA-replikasjon. Andre antivirale narkotika utøver også deres effekter på nukleinsyrenivået. cytostatika eller antimetabolitter har en lignende funksjon. De brukes til kreft terapi. De hemmer celledeling og fører til celledød av kreft celler. Forskjellige genterapi brukes til å modifisere DNA-segmenter, for eksempel med CRISPR-Cas9 metode. Dette gjøres for eksempel med sikte på å korrigere en mutasjon som forårsaker en sykdom. I genterapi kan nukleinsyrer også introduseres i celler som ikke er integrert i genomet. De ligger utenfor, men brukes også til proteinsyntese (f.eks. Onasemnogen abeparvovec). Lite interfererende RNA (siRNA) er korte RNA-fragmenter som fører til selektiv nedbrytning av komplementær mRNA i organismen. På denne måten forhindrer de spesifikt genuttrykk og dannelse av proteiner. Videre mange narkotika samhandle med nukleinsyrer og påvirke genuttrykk. Typiske eksempler er glukokortikoider, østrogener, androgener og retinoider. De binder seg til reseptorer inne i cellen, som deretter binder seg til DNA og påvirker proteinsyntese. I tillegg spiller nukleinsyrer en veldig viktig rolle i diagnosen, legemiddeloppdagelsen og produksjonen av biologiske (F.eks insuliner, antistoffer), blant andre applikasjoner.
