Cấu trúc và tính chất
Hạt nhân axit là các phân tử sinh học được tìm thấy trong tất cả các sinh vật trên Trái đất. Một sự phân biệt được thực hiện giữa axit ribonucleic (RNA, RNA, axit ribonucleic) và axit deoxyribonucleic (DNA, DNA, axit deoxyribonucleic). Hạt nhân axit là các polyme bao gồm cái gọi là nucleotide. Mỗi nuclêôtit bao gồm ba đơn vị sau:
- Đường (carbohydrate, monosaccharide, pentose): riboza trong RNA, 2`-deoxyribose trong DNA.
- Chất vô cơ (axit photphoric, Như ester).
- Nucleic hữu cơ căn cứ: Các bazơ purin: Adenin, guanin; Các cơ sở pyrimidine: Cytosine, Thymine (trong DNA) và Uracil (trong RNA).
Thông qua liên kết phosphodiester, nucleic axit đôi khi tạo thành chuỗi cực dài, tuyến tính. Xương sống được cấu tạo xen kẽ bởi các đơn vị photphat và đường. Khác nhau căn cứ được gắn vào các loại đường. Các sợi kết thúc ở đầu 5 '(phốt phát) và ở đầu 3' (nhóm hydroxyl) và do đó có một hướng (5'3 'hoặc ngược lại). Axit nucleic được tổng hợp bởi các polymerase như DNA polymerase (DNA) hoặc RNA polymerase (RNA). Hợp chất của đường với bazơ được gọi là nucleosit khi không có photphat. Sự phân biệt được thực hiện giữa ribonucleoside và deoxyribonucleosides. Ví dụ, bazơ được gọi là adenine, nucleoside adenosine và deoxynucleoside deoxyadenosine. Nucleotide hoặc nucleoside được phosphoryl hóa có các chức năng khác trong cơ thể sinh vật, ví dụ, như là chất mang năng lượng (adenosine triphosphate) hoặc để truyền tín hiệu (cyclic guanosine monophosphate, cGMP).
Axit deoxyribonucleic (DNA).
Axit deoxyribonucleic (DNA) thường là chuỗi kép và có cấu trúc xoắn kép và đối song song. Điều này có nghĩa là hai sợi chạy ngược chiều nhau. Bốn bazơ sau được tìm thấy trong DNA:
- Purines: adenin (A), guanin (G).
- Pyrimidine: thymine (T), cytosine (C)
Sản phẩm căn cứ của hai sợi tạo thành cái gọi là cặp bazơ thông qua khinh khí trái phiếu. Giữa adenine và thymine (A = T) hoặc giữa guanine và cytosine (G≡C).
Axit Ribonucleic (RNA)
Axit Ribonucleic (RNA), không giống như DNA, thường là một sợi đơn và nó chứa uracil (U) thay vì thymine. Hơn nữa, đường là riboza thay vì 2`-deoxyribose trong DNA. Hai loại đường này chỉ khác nhau ở một nhóm hydroxy, nhóm này bị thiếu trong 2`-deoxyribose (deoxy = không có ôxy). RNA có thể giả định các cấu trúc rất khác nhau trong không gian. Các loại khác nhau tồn tại với các nhiệm vụ khác nhau:
- Messenger RNA (mRNA): phiên mã.
- RNA ribosome (rRNA): Cùng với protein, một thành phần của ribosome.
- RNA vận chuyển (tRNA): Tổng hợp protein.
In virus, RNA có thể đảm nhận chức năng của DNA như một vật mang thông tin di truyền, ví dụ, trong ảnh hưởng đến virus or viêm gan C virus. Chúng được gọi là virus RNA.
Mã di truyền, phiên mã và dịch mã.
Ba bazơ liên tiếp trong mỗi DNA hoặc mRNA (codon) mã cho một axit amin, các khối xây dựng của protein. Các phần của DNA lần đầu tiên được phiên mã thành mRNA (RNA thông tin) trong quá trình phiên mã. Sự hình thành của protein từ mARN tại ribôxôm được gọi là quá trình dịch mã.
Chức năng và tầm quan trọng
Axit nucleic có tầm quan trọng cơ bản như kho lưu trữ thông tin. DNA chứa thông tin cần thiết cho sự hình thành, phát triển và cân bằng nội môi của mọi sinh vật. Đây chủ yếu là trình tự của amino axit trong protein. Trình tự tRNA và rRNA cũng được “lưu trữ” trong DNA. Nhiệm vụ của axit ribonucleic (RNA) rộng hơn. Giống như DNA, chúng là vật mang thông tin, nhưng chúng cũng có chức năng cấu trúc, xúc tác và chức năng nhận dạng. Axit nucleic tiết lộ rằng các sinh vật sống trên trái đất có quan hệ với nhau và có nguồn gốc từ một tổ tiên chung tồn tại hơn 3.5 tỷ năm trước. Do đó, di truyền học cung cấp câu trả lời cho những câu hỏi cơ bản về cuộc sống.
Axit nucleic trong dược phẩm (ví dụ).
Các chất tương tự nucleoside như acyclovir or penciclovir được dùng để điều trị các bệnh nhiễm vi rút. Chúng là các dẫn xuất của nucleoside dẫn đến sự kết thúc chuỗi sau khi quá trình phosphoryl hóa và kết hợp vào DNA của virus vì đoạn đường không hoàn chỉnh. Chúng là chất nền giả gây cản trở quá trình sao chép DNA. thuốc cũng phát huy tác dụng của chúng ở cấp độ axit nucleic. Thuốc kìm tế bào hoặc các chất chống chuyển hóa có chức năng tương tự. Chúng được sử dụng cho ung thư liệu pháp. Chúng ức chế sự phân chia tế bào và dẫn đến cái chết của tế bào ung thư tế bào. Các liệu pháp điều trị gen khác nhau được sử dụng để sửa đổi các phân đoạn DNA, ví dụ như với CRISPR-Cas9 phương pháp. Ví dụ, điều này được thực hiện với mục đích sửa chữa một đột biến gây ra bệnh. Trong liệu pháp gen, axit nucleic cũng có thể được đưa vào các tế bào không được tích hợp vào bộ gen. Chúng nằm bên ngoài, nhưng cũng được sử dụng để tổng hợp protein (ví dụ onasemnogen abeparvovec). RNA can thiệp nhỏ (siRNA) là các đoạn RNA ngắn dẫn đến sự phân hủy có chọn lọc của mRNA bổ sung trong cơ thể sinh vật. Bằng cách này, chúng đặc biệt ngăn chặn sự biểu hiện của gen và sự hình thành của các protein. Hơn nữa, nhiều thuốc tương tác với axit nucleic và ảnh hưởng đến sự biểu hiện gen. Ví dụ điển hình là glucocorticoid, estrogen, androgen và retinoids. Chúng liên kết với các thụ thể bên trong tế bào, sau đó liên kết với DNA và ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp protein. Ngoài ra, axit nucleic đóng một vai trò rất quan trọng trong việc chẩn đoán, phát hiện ra thuốc và sản xuất sinh học (ví dụ, insulin, kháng thể), trong số các ứng dụng khác.
