Nukleové kyseliny - funkcie a choroby

Nukleové kyseliny sú zložené zo série jednotlivých nukleotidov tvoriacich makromolekuly a ako hlavná zložka génov v bunkových jadrách sú nositeľmi genetickej informácie a katalyzujú množstvo biochemických reakcií.

kyseliny

Jednotlivé jednotlivé nukleotidy pozostávajú každý z fosfátovej a nukleobázovej zložky, ako aj z pentózovej kruhovej molekuly ribózy alebo deoxyribózy. Biochemická účinnosť nukleových kyselín je založená nielen na ich chemickom zložení, ale aj na ich sekundárnej štruktúre, na ich trojrozmernom usporiadaní.

Obsah

Čo sú to nukleové kyseliny?

Stavebnými blokmi nukleových kyselín sú jednotlivé nukleotidy, každý zložený z fosfátového zvyšku, monosacharid ribózy alebo deoxyribózy, každý s 5 atómami uhlíka usporiadanými v kruhu a jednou z piatich možných nukleových báz. Päť možných nukleových báz je adenín (A), guanín (G), cytozín (C), tymín (T) a uracil (U).

Nukleotidy, ktoré obsahujú deoxyribózu ako cukrovú zložku, sú zoradené tak, aby vytvorili deoxyribonukleové kyseliny (DNA), a nukleotidy s ribózou ako cukrovou zložkou sú zabudované do ribonukleových kyselín (RNA). Uracil ako nukleová báza sa vyskytuje výlučne v RNA. Uracil tam nahrádza tymín, ktorý sa nachádza iba v DNA. To znamená, že pre štruktúru DNA a RNA sú k dispozícii iba 4 rôzne nukleotidy.

V anglickom a medzinárodnom jazyku, ako aj v nemeckých odborných článkoch sa namiesto DNA zvyčajne používajú skratky DNA (desoxyribonukleová kyselina) namiesto DNA a RNA (ribonukleová kyselina). Okrem prirodzene sa vyskytujúcich nukleových kyselín vo forme DNA alebo RNA sa v chémii vyvíjajú aj syntetické nukleové kyseliny, ktoré ako katalyzátory umožňujú určité chemické procesy.

Anatómia a štruktúra

Vychádzajúc z ribózy alebo deoxyribózy prítomných vo forme kruhu, z ktorých každý má 5 atómov uhlíka, je skupina nukleobáz pripojená k rovnakému atómu uhlíka pre každý nukleotid prostredníctvom N-glykozidovej väzby. N-glykozidová znamená, že zodpovedajúci atóm uhlíka cukru je pripojený k NH2 skupine nukleobázy. Ak označíte atóm C s glykozidovou väzbou ako č. 1, potom je - pri pohľade v smere hodinových ručičiek - atóm C s číslom 3 pripojený k fosfátovej skupine nasledujúceho nukleotidu cez fosfodiesterovú väzbu a atóm C k č. 5 Esterifikovaný „vlastnou“ fosfátovou skupinou. Obe nukleové kyseliny, DNA a RNA, sú každá tvorené čistokrvnými nukleotidmi.

To znamená, že centrálne molekuly cukru nukleotidov DNA vždy pozostávajú z deoxyribózy a molekuly RNA vždy z ribózy. Nukleotidy určitej nukleovej kyseliny sa líšia iba v poradí od 4 možných nukleových báz. DNA môže byť považovaná za tenké pásky, ktoré sú skrútené a doplnené komplementárnym náprotivkom, takže DNA je zvyčajne prítomná ako dvojitá špirála. Základné páry adenín a tymín, ako aj guanín a cytozín sú vždy proti sebe.

Funkcia a úlohy

DNS a RNS majú rôzne úlohy a funkcie. Zatiaľ čo DNA nepreberá žiadne funkčné úlohy, RNA zasahuje do rôznych metabolických procesov. DNA slúži ako centrálne úložisko genetických informácií v každej bunke. Obsahuje stavebné pokyny pre celý organizmus a podľa potreby ich sprístupňuje.

Štruktúra všetkých proteínov je uložená v DNA vo forme aminokyselinových sekvencií. V praxi sa kódovaná informácia v DNA najskôr „kopíruje“ procesom transkripcie a translácia (prepis) do zodpovedajúcej aminokyselinovej sekvencie. Všetky tieto nevyhnutné zložité pracovné funkcie vykonávajú špeciálne ribonukleové kyseliny. RNA si teda kladie za úlohu vytvoriť komplementárne jedno vlákno k DNA v jadre bunky a transportovať ju ako ribozomálnu RNA cez nukleárne póry z bunkového jadra do cytoplazmy do ribozómov, aby sa zhromaždili a syntetizovali určité aminokyseliny do určených proteínov.

Dôležitú úlohu preberá tRNA (transfer RNA), ktorá sa skladá z relatívne krátkych reťazcov okolo 70 až 95 nukleotidov. TRNA má štruktúru podobnú ďateline. Ich úlohou je absorbovať aminokyseliny poskytované podľa kódovania DNA a sprístupniť ich ribozómom na syntézu bielkovín. Niektoré tRNA sa špecializujú na určité aminokyseliny, ale iné tRNA sú zodpovedné za niekoľko aminokyselín súčasne.

Lieky nájdete tu

Choroby

V ojedinelých výnimočných prípadoch môžu náhodné poruchy tiež viesť k zlepšeniu adaptácie jednotlivca na podmienky prostredia a v dôsledku toho k pozitívnym účinkom. Replikácia DNA môže viesť k spontánnym zmenám (mutáciám) v jednotlivých génoch (mutácia génu) alebo môže dôjsť k chybe v distribúcii chromozómov na bunkách (mutácia genómu). Známym príkladom mutácie genómu je trizómia 21 - známa tiež ako Downov syndróm.

Nepriaznivé podmienky prostredia v podobe nízkoenzymovej diéty, pretrvávajúce stresové situácie, nadmerné vystavenie UV žiareniu uľahčujú poškodenie DNA, čo môže oslabiť imunitný systém a podporiť tvorbu rakovinových buniek. Toxické látky môžu tiež narušiť rôzne funkcie RNA a viesť k značnému poškodeniu.

nafúknuť

  • Baenkler, H.-W. a kol .: Krátka učebnica interného lekárstva. Thieme Verlag, Stuttgart 2010
  • Lodish a kol.: Molecular Cell Biology. 4. vydanie, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 2001
  • Neumeister, B. a kol .: Klinické pokyny pre laboratórnu diagnostiku. Elsevier/Urban & Fischer, Mníchov 2009

Tiež by vás mohlo zaujímať

Na stránkach MedLexi.de publikujeme nielen informácie o zdraví, medicíne a wellness, ale sme nadšení aj zo súčasného lekárskeho výskumu a medicínskych technológií. S potešením skúmame všetky témy týkajúce sa pohody človeka a jeho zdravia a pre širokú verejnosť vysvetľujeme zložité medicínske problémy s vysokými novinárskymi štandardmi.

Lekárske odborné znalosti pre naše predmetové oblasti nám pomáhajú pripraviť zrozumiteľné znalosti pre vaše zdravie. Fakty zvedavo vyšetrujeme, kontrolujeme na základe aktuálnej situácie vo výskume a tiež skúmame každodennú lekársku prax. Vidíme sa ako sprostredkovatelia vedomostí medzi lekárom a pacientom.