核酸

结构与性能

核的 是地球上所有生物中发现的生物分子。 在核糖核酸(RNA,RNA,核糖核酸)和脱氧核糖核酸(DNA,DNA,脱氧核糖核酸)之间有区别。 核的 是由所谓的核苷酸组成的聚合物。 每个核苷酸由以下三个单元组成:

  • 糖(碳水化合物,单糖,戊糖): 核糖 RNA中的2'-脱氧核糖。
  • 无机磷酸盐(磷酸作为 ).
  • 有机核酸 基础:嘌呤碱:腺嘌呤,鸟嘌呤; 嘧啶碱基:胞嘧啶,胸腺嘧啶(在DNA中)和尿嘧啶(在RNA中)。

通过磷酸二酯键,核酸 有时会形成非常长的线性链。 主链由磷酸和糖单元交替组成。 不同 基础 附着在糖上。 链的末端在5'末端(磷酸)和3'末端(羟基),因此具有一个方向(5'3',反之亦然)。 核酸是通过诸如DNA聚合酶(DNA)或RNA聚合酶(RNA)的聚合酶合成的。 在不存在磷酸盐的情况下,糖与碱的化合物称为核苷。 在核糖核苷和脱氧核糖核苷之间有区别。 例如,碱基称为腺嘌呤,核苷 腺苷 和脱氧核苷脱氧腺苷。 核苷酸或磷酸化核苷在生物体中还具有其他功能,例如作为能量载体(腺苷 三磷酸)或用于信号转导(环状鸟苷单磷酸,cGMP)。

脱氧核糖核酸(DNA)。

脱氧核糖核酸(DNA)通常是双链的,具有双螺旋和反平行结构。 这意味着两条线的方向相反。 DNA中发现以下四个碱基:

  • 嘌呤:腺嘌呤(A),鸟嘌呤(G)。
  • 嘧啶类:胸腺嘧啶(T),胞嘧啶(C)

基础 两条链中的一条通过 加氢 债券。 腺嘌呤和胸腺嘧啶之间(A = T)或鸟嘌呤和胞嘧啶之间(G≡C)。

核糖核酸(RNA)

核糖核酸(RNA)与DNA不同,通常是单链的,含有尿嘧啶(U)而不是胸腺嘧啶。 此外,糖是 核糖 而不是DNA中的2`-脱氧核糖。 这两种糖仅在一个羟基上有所不同,而在2`-脱氧核糖中则缺失(脱氧=不包含 氧气)。 RNA在空间中可以呈现非常不同的结构。 存在不同类型并执行不同任务:

  • Messenger RNA(mRNA):转录。
  • 核糖体RNA(rRNA):与 蛋白质,是 核糖体.
  • 转移RNA(tRNA):蛋白质合成。

In 病毒RNA可以取代DNA作为遗传信息载体的功能,例如在 影响 病毒 or 肝炎 C 病毒。 这些被称为RNA病毒。

遗传密码,转录和翻译。

每个DNA或mRNA(密码子)的三个连续碱基编码一种氨基酸,是 蛋白质。 首先在转录过程中将DNA片段转录为mRNA(信使RNA)。 的形成 蛋白质 来自核糖体的mRNA的翻译称为翻译。

功能和重要性

核酸作为信息存储至关重要。 DNA包含每种生物的形成,发育和体内平衡所需的信息。 这主要是 氨基酸 在蛋白质中。 序列tRNA和rRNA也“存储”在DNA中。 核糖核酸(RNA)的任务更广泛。 像DNA一样,它们是信息载体,但它们也具有结构和催化功能以及识别功能。 核酸揭示了地球上的生物相互关联,并起源于3.5亿年前存在的共同祖先。 因此,遗传学为有关生命的基本问题提供了答案。

药品中的核酸(示例)。

核苷类似物,例如 阿昔洛韦 or 喷昔洛韦 被给予用于治疗病毒感染。 它们是核苷的衍生物,由于糖部分不完整,导致磷酸化并掺入病毒DNA后导致链终止。 它们是错误的底物,会干扰DNA复制。 毒品 也可以在核酸水平上发挥作用。 细胞抑制剂 或抗代谢物具有相似的功能。 它们用于 癌症 治疗。 它们抑制细胞分裂并导致细胞死亡。 癌症 细胞。 各种基因治疗剂可用于修饰DNA片段,例如用 CRISPR-Cas9 方法。 这样做的目的是例如纠正导致疾病的突变。 在基因治疗中,还可以将核酸引入未整合到基因组中的细胞中。 它们位于外部,但也用于蛋白质合成(例如onasemnogen abeparvovec)。 小干扰RNA(siRNA)是短RNA片段,可导致生物中互补mRNA的选择性降解。 这样,它们特异性地防止基因表达和蛋白质形成。 此外,许多 毒品 与核酸相互作用并影响基因表达。 典型的例子是 糖皮质激素, 雌激素, 雄激素 和类维生素A。 它们与细胞内的受体结合,随后与DNA结合并影响蛋白质合成。 另外,核酸在诊断,发现药物和产生核糖核酸中起着非常重要的作用。 生物制剂 (例如, 胰岛素类, 抗体),以及其他应用程序。