Kwasy nukleinowe

każdy związek organiczny będący biopolimerem zbudowanym z nukleotydów

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).

Model fragmentu podwójnej helisy DNA

Występowanie w organizmachEdytuj

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.

FunkcjeEdytuj

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].

BudowaEdytuj

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

PrzypisyEdytuj

  1. Marta M. Gabryelska, Maciej Szymański, Jan Barciszewski, DNA – cząsteczka, która zmieniła naukę. krótka historia odkryć, „Nauka”, 2/2009, s. 111-134, ISSN 1231-8515 [dostęp 2020-06-16].
  2. S. Cohen, D. Segal, Extrachromosomal circular DNA in eukaryotes: possible involvement in the plasticity of tandem repeats, „Cytogenet Genome Research”, 124 (3–4), 2009, s. 327–338, DOI10.1159/000218136, PMID19556784.
  3. Eufemia S. Putortì, Massimo P. Crippa, A Vaulted Mystery, The Scientist, 31 sierpnia 2014 [dostęp 2020-06-16] (ang.).
  4. P. Anthony Weil, Daryl K. Granner, Struktura i funkcja kwasów nukleinowych, [w:] Robert Kincaid Murray, Daryl K. Granner, Victor W. Rodwell, Biochemia Harpera ilustrowana, wyd. VI uaktualnione, Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2008, s. 378–385, ISBN 978-83-200-3573-5.
  5. Travis Thomson, Haifan Lin, The biogenesis and function of PIWI proteins and piRNAs: progress and prospect, „Annual Review of Cell and Developmental Biology”, 25, 2009, s. 355–376, DOI10.1146/annurev.cellbio.24.110707.175327, PMID19575643, PMCIDPMC2780330.
  6. Andrea L. Edwards, Robert T. Batey, 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, a, Warszawa: Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, 2006, s. 31, ISBN 83-02-09004-2.
  8. Marzena Popielarska-Konieczna, Słownik szkolny. Biologia, Kraków: Wydawnictwo Zielona Sowa, 2003, s. 334, ISBN 83-7389-096-3.


Linki zewnętrzneEdytuj