Kwasy nukleinowe

Model fragmentu podwójnej helisy DNA

Kwasy nukleinowe (dawniej nukleiny[1]) – organiczne związki chemiczne, biopolimery zbudowane z nukleotydów (czyli polinukleotydy). Zostały odkryte w roku 1869 przez Johanna Friedricha Mieschera. Znane są dwa podstawowe rodzaje naturalnych kwasów nukleinowych: kwasy deoksyrybonukleinowe (DNA) i rybonukleinowe (RNA).

Występowanie w organizmach

Komórki wszystkich organizmów na Ziemi zawierają zarówno DNA (w jądrze komórkowym, mitochondriach, plastydach, plazmidach i nukleoidach, a także jako eccDNA[2]), jak i RNA (w jądrze komórkowym, rybosomach, spliceosomach i kryptach[3]). Oprócz tego komórki mogą zawierać pasożyty wewnątrzkomórkowe (także mające kwasy nukleinowe). Ich przykładem są wirusy, co jest podstawą ich podziału na wirusy RNA i wirusy DNA. Wiroidy, które mogą przeniknąć do komórki roślinnej, to z kolei zakaźne cząsteczki RNA.

Funkcje

Kwasy nukleinowe przechowują informację genetyczną organizmu oraz pośredniczą w produkcji białek zgodnie z zasadami kodu genetycznego.

Cząsteczki kwasu rybonukleinowego pełnią kluczowe role w funkcjonowaniu komórki. Odpowiadają m.in. za regulację ekspresji genów (miRNA), a także wchodzą w skład aparatu translacyjnego (rRNA tworzące rybosom oraz tRNA dobudowujące kolejne aminokwasy do syntezowanego łańcucha peptydowego)[4]. Spośród innych funkcji realizowanych przez RNA można wymienić regulację splicingu przez snRNA oraz ochronę komórek płciowych przed retrotranspozonami przez piRNA[5]. Niektóre cząsteczki RNA – rybozymy – mają właściwości katalityczne.

W komórkach bakteryjnych, a także w niektórych organizmach eukariotycznych, ważną rolę spełniają ryboprzełączniki, regulujące ekspresję genów. W odróżnieniu jednak od eukariotycznych miRNA, ryboprzełącznik jest w tej samej cząsteczce mRNA co białko, którego ekspresję reguluje, a regulacja następuje poprzez zmianę konformacji nici mRNA (inaczej niż w dużo bardziej złożonym mechanizmie działania białkowo-rybonukleinowego kompleksu RISC, w skład którego wchodzi miRNA)[6].

Budowa

Struktura fragmentu DNA. Grupa fosforanowa łączy wiązaniami estrowymi pozycje 3'-O i 5'-O reszt deoksyrybozy. W pozycjach 1' przyłączone są przykładowe zasady heterocykliczne (tymina i adenina)

Monomer kwasu nukleinowego (nukleotyd) składa się z nukleozydu – czyli cząsteczki pentozy (dla RNA rybozy, dla DNA deoksyrybozy), do której przyłączona jest, przy pierwszym atomie węgla, wiązaniem N-glikozydowym[7] zasada azotowa (purynowa lub pirymidynowa) – oraz z reszty fosforanowej, przyłączonej do trzeciego oraz piątego atomu węgla dwóch sąsiednich pentoz polimeru. Wynika z tego, że między nukleotydami występuje wiązanie fosfodiestrowe[8].

Wspomnianymi zasadami są adenina, guanina, cytozyna oraz uracyl (w RNA) lub tymina (w DNA).

Zobacz też

Zobacz multimedia związane z tematem: Kwasy nukleinowe

Przypisy

  1. ↑ Marta M.M.M. Gabryelska Marta M.M.M., MaciejM. Szymański MaciejM., JanJ. Barciszewski JanJ., DNA – cząsteczka, która zmieniła naukę. krótka historia odkryć, „Nauka”, 2/2009, s. 111-134, ISSN 1231-8515 [dostęp 2020-06-16] .
  2. ↑ S.S. Cohen S.S., D.D. Segal D.D., Extrachromosomal circular DNA in eukaryotes: possible involvement in the plasticity of tandem repeats, „Cytogenet Genome Research”, 124 (3–4), 2009, s. 327–338, DOI: 10.1159/000218136, PMID: 19556784 .
  3. ↑ Eufemia S.E.S. Putortì Eufemia S.E.S., Massimo P.M.P. Crippa Massimo P.M.P., A Vaulted Mystery [online], The Scientist, 31 sierpnia 2014 [dostęp 2020-06-16]  (ang.).
  4. ↑ P. AnthonyP.A. Weil P. AnthonyP.A., Daryl K.D.K. Granner Daryl K.D.K., Struktura i funkcja kwasów nukleinowych, [w:] Robert KincaidR.K. Murray, Daryl K.D.K. Granner, Victor W.V.W. Rodwell, Biochemia Harpera ilustrowana, wyd. VI uaktualnione, Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2008, s. 378–385, ISBN 978-83-200-3573-5 .
  5. ↑ TravisT. Thomson TravisT., HaifanH. Lin HaifanH., The biogenesis and function of PIWI proteins and piRNAs: progress and prospect, „Annual Review of Cell and Developmental Biology”, 25, 2009, s. 355–376, DOI: 10.1146/annurev.cellbio.24.110707.175327, PMID: 19575643, PMCID: PMC2780330 .
  6. ↑ Andrea L.A.L. Edwards Andrea L.A.L., Robert T.R.T. Batey Robert T.R.T., Riboswitches: A Common RNA Regulatory Element, „Nature Education”, 3 (9), 2010, s. 9 [dostęp 2020-06-16] .
  7. ↑ Biologia. Repetytorium dla maturzystów i kandydatów na wyższe uczelnie, praca zbiorowa, Warszawa: Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, 2006, s. 31, ISBN 83-02-09004-2 .
  8. ↑ MarzenaM. Popielarska-Konieczna MarzenaM., Słownik szkolny. Biologia, Kraków: Wydawnictwo Zielona Sowa, 2003, s. 334, ISBN 83-7389-096-3 .


Linki zewnętrzne

  • ŁukaszŁ. Urbaniak ŁukaszŁ., Nukleotydy i kwasy nukleinowe [online], chemorganiczna.com [zarchiwizowane z adresu 2011-05-18] .
  • p
  • d
  • e
Budowa kwasów nukleinowych
Kwasy nukleinowe
kwasy rybonukleinowe, RNA
kwasy deoksyrybonukleinowe, DNA
Nukleotydy
Nukleozydy
Deoksynukleozydy
Zasady azotowe nukleotydów
pochodne puryny
pochodne pirymidyny
Zasada komplementarności
  • C≡G
  • A=U(T)
Pentozy
Kontrola autorytatywna (strukturalna klasa indywiduów chemicznych):
  • LCCN: sh85093144
  • GND: 4172117-2
  • NDL: 00564756
  • BnF: 11980605w
  • BNCF: 11589
  • NKC: ph115470
  • J9U: 987007538635505171
Encyklopedia internetowa:
  • Britannica: science/nucleic-acid
  • Treccani: acidi-nucleici
  • Universalis: acides-nucleiques
  • NE.se: nukleinsyror
  • SNL: nukleinsyrer
  • VLE: nukleorugstys
  • Catalana: 0126835
  • DSDE: nukleinsyre
  • identyfikator w Hrvatska enciklopedija: 44390