Vihai vyote kwenye sayari vinajumuisha seli nyingi zinazodumisha mpangilio wa shirika lao kutokana na taarifa za kinasaba zilizomo kwenye kiini. Inahifadhiwa, kutekelezwa na kupitishwa na misombo tata ya juu ya Masi - asidi ya nucleic, yenye vitengo vya monoma - nucleotides. Jukumu la asidi ya nucleic hawezi kuwa overestimated. Utulivu wa muundo wao huamua shughuli muhimu ya kawaida ya viumbe, na kupotoka yoyote katika muundo bila shaka itasababisha mabadiliko katika shirika la seli, shughuli za michakato ya kisaikolojia na uwezekano wa seli kwa ujumla.
Dhana ya nyukleotidi na sifa zake
Kila molekuli ya DNA au RNA hukusanywa kutoka kwa viambajengo vidogo vya monomeriki - nyukleotidi. Kwa maneno mengine, nyukleotidi ni nyenzo ya ujenzi kwa asidi nucleic, koenzymes na misombo mingine mingi ya kibiolojia ambayo ni muhimu kwa seli katika maisha yake.
Kwa sifa kuu za hizi zisizoweza kubadilishwadutu inaweza kuhusishwa:
• uhifadhi wa taarifa kuhusu muundo wa protini na sifa za kurithi;
• udhibiti wa ukuaji na uzazi;
• ushiriki katika kimetaboliki na michakato mingine mingi ya kisaikolojia inayotokea kwenye seli.
Muundo wa Nucleotide
Tukizungumza kuhusu nyukleotidi, mtu hawezi ila kuangazia suala muhimu kama vile muundo na muundo wao.
Kila nyukleotidi ina:
• mabaki ya sukari;
• msingi wa nitrojeni;
• kikundi cha fosforasi au mabaki ya asidi ya fosforasi.
Inaweza kusemwa kuwa nyukleotidi ni mchanganyiko wa kikaboni changamano. Kulingana na muundo wa spishi za besi za nitrojeni na aina ya pentose katika muundo wa nyukleotidi, asidi ya nucleic imegawanywa katika:
• asidi ya deoxyribonucleic, au DNA;
• asidi ya ribonucleic, au RNA.
Muundo wa asidi nucleic
Katika asidi nucleic, sukari inawakilishwa na pentose. Hii ni sukari ya kaboni tano, katika DNA inaitwa deoxyribose, katika RNA inaitwa ribose. Kila molekuli ya pentosi ina atomi tano za kaboni, nne kati yake, pamoja na atomi ya oksijeni, huunda pete yenye viungo vitano, na ya tano ni sehemu ya kundi la HO-CH2.
Nafasi ya kila atomi ya kaboni katika molekuli ya pentosi inaonyeshwa kwa nambari ya Kiarabu yenye msingi (1C´, 2C', 3C', 4C', 5C'). Kwa kuwa michakato yote ya kusoma habari ya urithi kutoka kwa molekuli ya asidi ya nuklei ina mwelekeo mkali, nambari za atomi za kaboni na mpangilio wao katika pete hutumika kama kiashirio cha mwelekeo sahihi.
Kulingana na kikundi cha hidroksilimabaki ya asidi ya fosforasi huunganishwa kwenye atomi za kaboni ya tatu na ya tano (3С na 5С). Huamua uhusiano wa kemikali wa DNA na RNA kwa kundi la asidi.
Besi ya nitrojeni imeambatishwa kwa atomi ya kwanza ya kaboni (1С´) katika molekuli ya sukari.
Muundo wa aina za besi za nitrojeni
nyukleotidi za DNA kwa msingi wa nitrojeni huwakilishwa na aina nne:
• adenine (A);
• guanini (G);
• cytosine (C);
• thymine (T).
Mbili za kwanza ni purines, mbili za mwisho ni pyrimidines. Kwa uzito wa molekuli, purines daima ni nzito kuliko pyrimidines.
nyukleotidi za RNA kwa msingi wa nitrojeni huwakilishwa na:
• adenine (A);
• guanini (G);
• cytosine (C);
• uracil (U).
Uracil, kama thymine, ni msingi wa pyrimidine.
Katika fasihi ya kisayansi, mara nyingi mtu anaweza kupata sifa nyingine ya besi za nitrojeni - katika herufi za Kilatini (A, T, C, G, U).
Hebu tuzingatie kwa undani zaidi muundo wa kemikali wa purines na pyrimidines.
Pyrimidines, yaani cytosine, thymine na uracil, huwakilishwa na atomi mbili za nitrojeni na atomi nne za kaboni, na kutengeneza pete yenye wanachama sita. Kila atomi ina nambari yake kutoka 1 hadi 6.
Purines (adenine na guanini) hujumuisha pyrimidine na imidazole au heterocycles mbili. Molekuli ya msingi ya purine inawakilishwa na atomi nne za nitrojeni na atomi tano za kaboni. Kila atomi imehesabiwa kutoka 1 hadi 9.
Kutokana na muunganisho wa nitrojenimsingi na mabaki ya pentose huunda nucleoside. Nucleotidi ni mchanganyiko wa nucleoside na kundi la fosfeti.
Uundaji wa bondi za phosphodiester
Ni muhimu kuelewa swali la jinsi nyukleotidi zinavyounganishwa katika mnyororo wa polipeptidi na kuunda molekuli ya asidi ya nukleiki. Hii hutokea kutokana na ziitwazo bondi za phosphodiester.
Muingiliano wa nyukleotidi mbili hutoa dinucleotidi. Uundaji wa kiwanja kipya hutokea kwa kufidia, wakati kifungo cha phosphodiester kinapotokea kati ya mabaki ya fosforasi ya monoma moja na kundi la haidroksi la pentose ya mwingine.
Muundo wa polinukleotidi ni marudio ya marudio ya mmenyuko huu (mara milioni kadhaa). Mlolongo wa polinukleotidi hujengwa kupitia uundaji wa vifungo vya phosphodiester kati ya kaboni ya tatu na ya tano ya sukari (3С´ na 5С´).
Mkusanyiko wa polynucleotide ni mchakato changamano unaotokea kwa ushiriki wa kimeng'enya cha DNA polymerase, ambacho huhakikisha ukuaji wa mnyororo kutoka upande mmoja pekee (3´) kwa kutumia kikundi kisicholipishwa cha haidroksi.
Muundo wa molekuli ya DNA
Molekuli ya DNA, kama protini, inaweza kuwa na muundo msingi, upili na wa juu.
Msururu wa nyukleotidi katika msururu wa DNA huamua muundo wake msingi. Muundo wa sekondari huundwa na vifungo vya hidrojeni, ambavyo vinategemea kanuni ya ukamilifu. Kwa maneno mengine, wakati wa awali ya DNA mbili helix, muundo fulani hufanya kazi: adenine ya mlolongo mmoja inafanana na thymine ya nyingine, guanine hadi cytosine, na kinyume chake. Jozi za adenine na thymine au guanini na cytosinehutengenezwa kutokana na mbili katika ya kwanza na tatu katika vifungo vya mwisho vya hidrojeni. Uunganisho kama huo wa nyukleotidi hutoa dhamana kubwa kati ya minyororo na umbali sawa kati yao.
Kwa kujua mfuatano wa nyukleotidi wa ubeti mmoja wa DNA, unaweza kukamilisha wa pili kwa kanuni ya ukamilishano au nyongeza.
Muundo wa juu wa DNA huundwa na vifungo changamano vya pande tatu, ambavyo hufanya molekuli yake kushikana zaidi na kuweza kutoshea katika ujazo mdogo wa seli. Kwa hivyo, kwa mfano, urefu wa E. coli DNA ni zaidi ya 1 mm, wakati urefu wa seli ni chini ya mikroni 5.
Idadi ya nyukleotidi katika DNA, yaani uwiano wao wa kiasi, inatii sheria ya Chergaff (idadi ya besi za purine daima ni sawa na idadi ya besi za pyrimidine). Umbali kati ya nyukleotidi ni thamani isiyobadilika sawa na nm 0.34, kama vile uzito wa molekuli.
Muundo wa molekuli ya RNA
RNA inawakilishwa na msururu mmoja wa polinukleotidi unaoundwa kupitia vifungo shirikishi kati ya pentosi (katika hali hii, ribose) na mabaki ya fosforasi. Ni fupi sana kuliko urefu wa DNA. Pia kuna tofauti katika muundo wa spishi za besi za nitrojeni kwenye nyukleotidi. Katika RNA, uracil hutumiwa badala ya msingi wa pyrimidine wa thymine. Kulingana na kazi zinazofanywa katika mwili, RNA inaweza kuwa ya aina tatu.
• Ribosomal (rRNA) - kwa kawaida huwa na nyukleotidi 3000 hadi 5000. Kama sehemu muhimu ya kimuundo, inashiriki katika malezi ya kituo cha kazi cha ribosomes, tovuti ya moja ya michakato muhimu zaidi kwenye seli.- usanisi wa protini.
• Usafirishaji (tRNA) - huwa na wastani wa nyukleotidi 75 - 95, huhamisha asidi ya amino inayotakikana hadi kwenye tovuti ya usanisi wa polipeptidi katika ribosomu. Kila aina ya tRNA (angalau 40) ina mfuatano wake wa kipekee wa monoma au nyukleotidi.
• Taarifa (mRNA) - tofauti sana katika muundo wa nyukleotidi. Huhamisha taarifa za kijeni kutoka kwa DNA hadi kwa ribosomu, hufanya kama matrix ya usanisi wa molekuli ya protini.
Jukumu la nyukleotidi mwilini
Nyukleotidi katika seli hufanya kazi kadhaa muhimu:
• hutumika kama viambajengo vya asidi nucleic (nyukleotidi za purine na mfululizo wa pyrimidine);
• huhusika katika michakato mingi ya kimetaboliki kwenye seli;
• ni sehemu ya ATP. - chanzo kikuu cha nishati katika seli;
• hufanya kazi kama wabebaji wa kupunguza viwango vya usawa katika seli (NAD+, NADP+, FAD, FMN);
• hufanya kazi ya vidhibiti viumbe;
• inaweza kuchukuliwa kama wajumbe wa pili usanisi wa kawaida wa ziada (kwa mfano, cAMP au cGMP).
Nucleotide ni kitengo cha monomeriki ambacho huunda misombo changamano zaidi - asidi nukleiki, bila ambayo uhamishaji wa taarifa za kijeni, uhifadhi wake na uzazi hauwezekani. Nucleotidi zisizolipishwa ni sehemu kuu zinazohusika katika utoaji wa ishara na michakato ya nishati inayosaidia utendakazi wa kawaida wa seli na mwili kwa ujumla.
