Metabolisme asid nukleik

Sebagai sebahagian daripada Metabolisme asid nukleik ini mengenai pembinaan dan pemecahan DNA dan RNA asid nukleik. Kedua-dua molekul mempunyai tugas menyimpan maklumat genetik. Gangguan dalam sintesis DNA boleh menyebabkan mutasi dan perubahan pada maklumat genetik.

Apakah metabolisme asid nukleik?

Metabolisme asid nukleik memastikan pembentukan dan pemecahan asid deoksiribonukleik (DNA) dan asid ribonukleat (RNA). DNA menyimpan keseluruhan maklumat genetik dalam nukleus sel untuk jangka masa yang panjang. RNA seterusnya bertanggungjawab untuk sintesis protein dan dengan demikian memindahkan maklumat genetik ke protein.

Kedua-dua DNA dan RNA terdiri daripada nukleobase, gula dan residu fosfat. Molekul gula dihubungkan ke residu fosfat melalui esterifikasi dan mengikat ke dua residu fosfat. Rangkaian sebatian fosfat-gula berulang terbentuk, yang asas nukleiknya terikat pada gula dengan glukosidik.

Sebagai tambahan kepada asid fosforik dan gula, lima nukleobase berbeza tersedia untuk sintesis DNA dan RNA. Kedua-dua asas nitrogen adenin dan guanin tergolong dalam turunan purin dan dua asas nitrogen sitosin dan timin tergolong dalam turunan pirimidine.

Dalam RNA, timin telah ditukar dengan uracil, yang dicirikan oleh kumpulan CH3 tambahan. Pangkalan nitrogen unit struktur, residu gula dan residu fosfat disebut sebagai nukleotida. Dalam DNA, struktur heliks ganda dibentuk dengan dua molekul asid nukleik, yang dihubungkan antara satu sama lain dengan ikatan hidrogen untuk membentuk untai ganda. RNA hanya terdiri daripada satu helai.

Fungsi & tugas

Metabolisme asid nukleik sangat penting untuk penyimpanan dan penghantaran kod genetik. Maklumat genetik pada mulanya disimpan dalam DNA melalui urutan asas nitrogen. Maklumat genetik untuk asid amino dikodkan melalui tiga nukleotida berturut-turut. Triplet asas berturut-turut menyimpan maklumat mengenai struktur rantai protein tertentu. Permulaan dan akhir rantai diatur oleh isyarat yang tidak membuat kod untuk asid amino.

Kemungkinan kombinasi nukleobase dan asid amino yang dihasilkan sangat besar, sehingga kecuali kembar yang sama tidak ada organisma yang sama genetiknya.

Untuk memindahkan maklumat genetik ke molekul protein yang akan disintesis, molekul RNA pertama kali terbentuk. RNA bertindak sebagai pemancar maklumat genetik dan merangsang sintesis protein. Perbezaan kimia antara RNA dan DNA adalah bahawa bukannya deoxyribose, ribosa gula terikat dalam molekulnya. Selanjutnya, timin asas nitrogen telah ditukar dengan uracil.

Residu gula yang lain juga menyebabkan kestabilan yang lebih rendah dan sifat RNA untai tunggal. Untai ganda dalam DNA melindungi maklumat genetik daripada perubahan. Dua molekul asid nukleik dihubungkan antara satu sama lain melalui ikatan hidrogen. Walau bagaimanapun, ini hanya dapat dilakukan dengan asas nitrogen pelengkap. Dalam DNA hanya terdapat pasangan basa adenin / timin atau guanin / sitosin.

Apabila helai ganda terbelah, helai pelengkap terbentuk berulang kali. Sebagai contoh, jika terdapat perubahan pada asas nukleik, enzim tertentu yang bertanggungjawab untuk ini semasa pembaikan DNA mengenali kecacatan yang terdapat pada asas pelengkap. Asas nitrogen yang berubah biasanya diganti dengan betul. Ini adalah bagaimana kod genetik dijamin. Tetapi kadang-kadang kesalahan dapat diteruskan dengan hasil mutasi.

Sebagai tambahan kepada DNA dan RNA, terdapat juga mononukleotida penting yang memainkan peranan utama dalam metabolisme tenaga. Ini termasuk, misalnya, ATP dan ADP. ATP adalah adenosin trifosfat. Ia mengandungi residu adenin, ribosa dan residu trifosfat. Molekul membekalkan tenaga dan ketika tenaga dilepaskan ia diubah menjadi adenosin difosfat, di mana residu fosfat dipisahkan.

Penyakit & penyakit

Sekiranya gangguan berlaku semasa metabolisme asid nukleik, penyakit dapat terjadi. Kesalahan boleh berlaku dalam struktur DNA, di mana nukleobase yang salah digunakan. Mutasi berlaku. Perubahan pada asas nitrogen boleh berlaku melalui tindak balas kimia seperti penyahbauan. Di sini, kumpulan NH2 digantikan oleh kumpulan O =.

Biasanya, kod tersebut masih disimpan dalam DNA oleh helai pelengkap, sehingga mekanisme pembaikan dapat jatuh kembali pada asas nitrogen pelengkap ketika memperbaiki kesalahan. Sekiranya berlaku pengaruh kimia dan fizikal secara besar-besaran, terdapat banyak kecacatan sehingga kadang kala pembetulan yang salah dapat dilakukan.

Selalunya, mutasi ini berlaku di tempat yang kurang relevan dalam genom, sehingga tidak ada kesan yang perlu ditakuti. Namun, jika kesalahan berlaku di wilayah penting, ia boleh menyebabkan perubahan serius dalam susunan genetik dengan kesan besar pada kesihatan.

Mutasi somatik sering menjadi penyebab tumor malignan. Ini adalah bagaimana sel barah berkembang setiap hari. Sebagai peraturan, bagaimanapun, ini segera dimusnahkan oleh sistem kekebalan tubuh. Namun, jika banyak mutasi terbentuk melalui kesan kimia atau fizikal yang kuat (mis. Radiasi) atau melalui mekanisme pembaikan yang rosak, barah dapat berkembang. Perkara yang sama berlaku untuk sistem imun yang lemah.

Walau bagaimanapun, penyakit yang sama sekali berbeza juga dapat berkembang dalam kerangka metabolisme asid nukleik. Apabila asas nukleik dipecah, beta-alanine yang boleh digunakan semula terbentuk dari pangkalan pyrimidine. Asid urik yang kurang larut dihasilkan dari asas purin. Manusia mesti mengeluarkan asid urik dalam air kencing. Sekiranya enzim untuk menggunakan semula asid urik untuk membina asas purin hilang, kepekatan asid urik dapat meningkat sehingga kristal asid urik mendakan pada sendi dan gout berkembang.