2.2.7. Acizi nucleici / 2.2.8. Cerințe nutriționale
Cuprins
2.2.7. Acizi nucleici
Într-un articol din revista Nature din aprilie 1953, James Watson (1928-) și Francis Crick (1916-2004) au propus structura dublei spirale pentru molecula ADN (acidul dezoxiribonucleic).
Descoperirea acestei structuri a fost fundamentală pentru a înțelege funcția ADN-ului ca moleculă purtătoare a informațiilor genetice și transcendentală datorită semnificației profunde pe care o are transferul de informații în toate procesele biologice.
Unitatea de bază a moștenirii, numită genă, ar putea fi în cele din urmă corelate cu o structură fizică: genele sunt ADN.
expresia genelor se referă la toate procesele prin care o celulă transformă informația genetică în proteine.
Într-o celulă vie, fluxul de informații genetice urmează un model simplu:
Transcriere ↓ ↑ Transcriere inversă
Adică: informațiile genetice din ADN sunt transcrise în ARN și traduse în proteine.
2.2.7.1. ADN
Structura ADN-ului este o helix dublu, format din două lanțuri nucleotidice antiparalele și complementare. Ambele lanțuri rulează longitudinal, rotind în sensul acelor de ceasornic în jurul unei axe.
Fiecare nucleotidă este alcătuită dintr-o bază azotată, dezoxiriboză și o grupare fosfat:
1. A baza de azot
Este o moleculă plană, cu unul sau două inele în structura sa, care conține invariabil azot. În ADN, bazele azotate sunt:
Două. Dezoxiriboză
Este un zahăr cu cinci atomi de carbon, al cărui carbon 1 'este atașat la azotul bazei azotate. Ca o caracteristică, carbonul 2 'nu are nicio legătură cu oxigenul.
3. A Grupa fosfat
Fosfatul este atașat la carbonul 5 'al dezoxiribozei. În ADN, bazele azotate formează perechi complementare, unite prin legături de hidrogen, iar suprafețele lor plane sunt perpendiculare pe axa helixului dublu.
LA. Două legături de hidrogen se alătură adeninei și timinei
G-C. Trei legături de hidrogen leagă guanina și citozina
Planul fiecărei dezoxiriboze este aproape perpendicular pe planul bazei azotate de care este atașată și este situat în exteriorul moleculei.
În fiecare lanț, carbonul 3 'al unei nucleotide este legat de carbonul 5' al nucleotidei următoare printr-un legătura fosfodiesterică. Deci capătul 5 'al unui lanț se termină în fosfat, în timp ce capătul 3' se termină în gruparea hidroxil liberă (-OH) a zahărului.
Secvența nucleotidică a unui lanț este întotdeauna specificată 5 '→ 3', iar ambele lanțuri sunt antiparalele, deoarece bazele unuia urmează o direcție, în timp ce cele ale celeilalte urmează direcția opusă. De exemplu,
5 ’C A G A T G A A G A A A C T G A G G C A 3’
3 ’G T C T A C T T C T T T G A C T C C G T 5’
Această secvență corespunde perechilor de baze 50 300 250 până la 50 300 269 ale cromozomului 1 al Homo sapiens.
genom este secvența completă a bazelor ADN și conține informațiile necesare pentru a construi un organism complet.
Harta completă a genomului uman poate fi găsită în baza de date publică a Wellcome Trust Sanger Institute (sanger.ac.uk).
Diagramele cromozomiale sunt în mod excepțional susceptibile de amplificare pentru a derula secvențe de bază în ADN.
Câteva sute de genomi au fost secvențiate și un număr și mai mare corespunde proiectelor de secvențiere a genomului care sunt încă în proces.
2.2.7.2. ARN
ARN-ul este o moleculă foarte asemănătoare cu ADN-ul, dar ambele din punct de vedere structural și funcțional au diferențe notabile. ARN-ul este, de asemenea, un lanț de nucleotide și fiecare dintre ele este alcătuit dintr-o bază azotată, riboză și o grupare fosfat.
1. A baza de azot, Ce poate fi:
- Adenină
- Guanine
- Citozină
- Uracil (U)
Spre deosebire de ADN, ARN-ul nu conține timină, ci uracil.
Două. Riboză
Carbonul 2 'al ribozei are o legătură cu oxigenul, în timp ce dezoxiriboză a ADN-ului nu.
3. A Grupa fosfat
Fosfatul este atașat la carbonul 5 'al ribozei.
Astfel, principala diferență între ADN și ARN este că ADN-ul este alcătuit din dezoxiribonucleotide; și ARN, de către ribonucleotide.
Într-o celulă, ARN-ul poate fi găsit ca o singură catena, formând parțial catene duble, sau asociat cu proteine în structuri funcționale complexe.
Afinitatea pentru o catenă complementară este inerentă structurii acizilor nucleici, iar formarea perechilor de baze este exactă, indiferent dacă catenă complementară este ADN sau ARN.
Această formare exactă a perechii de baze este utilizată de celulă pentru a transcrie secvența unui segment de ADN în ARN.
Șablon ADN 3 'G T C T A C T T C T T T G A C T C C G T 5'
ARN fiind sintetizat 5 'C A G A U G A A G A A A → 3
Transcriere este procesul de sinteză a unui lanț ARN, a cărui secvență este identică cu cea a unui lanț ADN.
Transcrierea se efectuează numai pe un fir ADN, firul șablon, care poate fi oricare dintre cele două; celălalt se numește șir de codificare. Enzima care transcrie ADN pentru a sintetiza ARN se numește ARN polimerază.
Există trei tipuri principale de ARN:
1. ARN Messenger (MRNA)
Este un lanț liniar cu o lungime de 500 până la 10.000 de baze. Se numește ARN mesager, deoarece transportă mesajul informațiilor genetice de la ADN la locurile de sinteză a proteinelor din celulă: ribozomii.
În ADN și, în consecință, în ARN, informațiile sunt codificate în secvențe de trei baze și fiecare triplet este numit codon.
Codon 5 'AAA 3' pentru lizină în ARNm
Secvența de codoni determină secvența de aminoacizi în sinteza proteinelor.
În figura următoare, secvența bazelor 50 300 250 până la 50 300 267 ale unui fir ADN codifică secvența de aminoacizi (de la capătul amino la capătul carboxil: N → C):
N Gln Met Lis Lis Leu Arg C
5 ’CAG ATG AAG AAA CTG AGG 3’
În simbolul unei singure litere, secvența de aminoacizi este QMKKLR. Traducerea este diferită dacă citirea codonului începe într-o poziție una sau două baze care se îndreaptă spre capătul 3 'al secvenței.
Două. Transfer de ARN (TRNA)
Este un lanț scurt de 74 până la 95 de nucleotide, cu afinitate complementară pentru sine. Structura sa tridimensională este un L, ale cărui capete sunt brațele anticodon și acceptorul de aminoacizi.
Brațul anticodon conține tocmai un anticodon, care este secvența complementară a unui codon: