Kwasy nukleinowe



Kwasy nukleinowe zawierają informację genetyczną o każdej komórce w organizmie. Zlokalizowane są w jądrze komórkowym, w mitochondriach i plastydach. Budowę kwasu nukleinowego przedstawili w 1953 roku J. Watson i F. Crick (w 1962 roku otrzymali Nagrodę Nobla).
Wyróżniamy: kwas DNA (dezoksyrybonukleinowy) oraz RNA (rybonukleinowy).
Kwas nukleinowy DNA
Jest makrocząsteczką zbudowaną z dwóch łańcuchów tworzących prawoskrętną helisę. Łańcuchy są w stosunku do siebie przeciwbieżne (jeden jest odwróceniem drugiego 3ł, 5ł). Każdy łańcuch tworzą nukleotydy zbudowane z trzech składników:

cukru pięciowęglowego (dezoksyrybozy),
zasady azotowej (purynowej
adeniny, guaniny lub pirymidynowej
tyminy, cytozyny),
kwasu ortofosforowego



Nazwa
Wzór strukturalny
Kształt


Kwas fosforowy




Ryboza




Dezoksyryboza




Adenina




Guanina




Cytozyna




Tymina




Uracyl




Wzory składników nukleotydu
Poszczególne nukleotydy połączone są poprzez cukier i resztę kwasu, tworząc długą nić. Dwie nici powiązane są mostkami zbudowanymi z dwóch zasad azotowych ułożonych komplementarnie
zawsze adenina łączy się dwoma wiązaniami wodorowymi z tyminą, a cytozyna trzema wiązaniami wodorowymi z guaniną.

Schemat helisy DNA
Kwas DNA
decyduje o dziedziczności, zawiera informację genetyczną o składzie białek, bierze udział w procesie rozmnażania przekazując informację genetyczną komórkom potomnym, posiada zdolności replikacji.
Replikacja
polega na samopowieleniu kwasu DNA. Rozpoczyna się jednocześnie w kilku miejscach oraz w obu kierunkach nici DNA. Proces replikacji zachodzi przed podziałem komórki.
Rozpoczyna się od rozplatania nici DNA przy udziale enzymu, helikazy, który ułatwia rozkręcanie nici. Synteza DNA odbywa się zawsze w kierunku 5ł do 3ł. Łączenie nukleotydów w łańcuch polinukleotydowy wspomagają enzymy, polimerazy DNA. Enzymy te dołączają nowe nukleotydy wyłącznie do końca 3ł nowo syntetyzowanego łańcucha komplementarnego do nici kopiowanej. Do rozpoczęcia syntezy DNA potrzebny jest starter, utworzony z kwasu RNA, który łączy się z jednoniciową matrycą DNA, zgodnie z regułą komplementarności w miejscu rozpoczęcia replikacji zwanym miejscem inicjacji replikacji. Replikacja przebiega jednocześnie na obu niciach w obszarze nazywanym widełkami replikacyjnymi. Wydłużenie jednej z powstających nici odbywa się zgodnie z ruchem widełek w sposób ciągły
nić tę nazywamy prowadzącą. Natomiast synteza drugiej nici przebiega w kierunku przeciwnym do ruchu widełek replikacyjnych. Powstaje ona w postaci krótkich nukleotydów nazywanych fragmentami okazaki. Nić ta nazywana jest opóźnioną. Syntezę każdego fragmentu okazaki inicjuje odrębny starterowy RNA. Synteza ta przebiega w kierunku końca poprzednio utworzonego fragmentu. Poszczególne fragmenty zostają łączone przez enzym, ligazę DNA (zespala się koniec 3ł jednego fragmentu z końcem 5ł drugiego fragmentu).
Kwas nukleinowy RNA
powstaje w procesie transkrypcji na DNA. Posiada jednoniciowe cząstki o krótszych łańcuchach w porównaniu z DNA. Istnieją 3 odmiany RNA różniące się funkcją oraz długością łańcuchów. Wszystkie zbudowane są z nukleotydów.
Nukleotyd zawiera:

zasadę azotową: purynową (adeninę, guaninę) lub pirymidynową (cytozynę,uracyl)
cukier pięciowęglowy (rybozę),
kwas fosforowy.

m RNA
matrycowy (informacyjny). Zawiera informacje o kolejności ułożenia aminokwasów w tworzonym białku. Przenosi tę informację z jądra komórkowego do rybosomów w czasie biosyntezy.
r RNA
rybosomalny. Występuje w rybosomach, będąc materiałem strukturalnym tych organelli.
t RNA
transportujący; jest bardzo krótki, zawiera około 70-80 nukleotydów. Ma charakterystyczny wygląd �liścia koniczyny". Jego zadaniem jest przenoszenie aktywnych aminokwasów do właściwego miejsca w rybosomie w czasie biosyntezy białka.

Schemat t RNA

Zobacz też:
Skład chemiczny komórki
Składniki nieorganiczne
Białka
Węglowodany
Lipidy
Witaminy