חומצות גרעין הן מולקולות המאפשרות לאורגניזמים להעביר מידע גנטי מדור לדור. מקרומולקולות אלה מאחסנות את המידע הגנטי הקובע תכונות ומאפשר סינתזת חלבון.
טעימות עיקריות: חומצות גרעין
- חומצות גרעין הן מקרולקולולות המאחסנות מידע גנטי ומאפשרות ייצור חלבונים.
- חומצות גרעין כוללות DNA ו- RNA. מולקולות אלה מורכבות מגדילים ארוכים של נוקלאוטידים.
- נוקלאוטידים מורכבים מבסיס חנקני, סוכר בעל חמישה פחמן וקבוצת פוספטים.
- ה- DNA מורכב מעמוד סוכר פוספט-דוקסיריבוזה ובסיסי החנקן אדנין (A), גואנין (G), ציטוזין (C) ותימין (T).
- ל- RNA סוכר ריבוז והבסיסים החנקניים A, G, C ואורציל (U).
שתי דוגמאות לחומצות גרעין כוללות חומצה deoxyribonucleic (הידוע יותר בשם DNA) וחומצה ריבונוקליאית (הידועה יותר בשם RNA). מולקולות אלה מורכבות מגדילים ארוכים של נוקלאוטידים המוחזקים יחד על ידי קשרים קוולנטיים. ניתן למצוא חומצות גרעין בתוך ה- גרעין ו ציטופלזמה שלנו תאים.
מונונרים חומצה גרעינית
חומצות גרעין מורכבים מ- נוקליאוטיד מונומרים מקושרים זה לזה. לנוקלאוטידים שלושה חלקים:
- בסיס חנקן
- סוכר חמש פחמן (פנטוזה)
- קבוצת פוספטים
בסיסים חנקניים כוללות מולקולות פורין (אדנין וגואנין) ומולקולות פירימידין (ציטוזין, תימין ואורציל.) ב- DNA, סוכר חמש הפחמן הוא דוקסיריבוזה, ואילו ריבוז הוא סוכר הפנטוזה ב- RNA. נוקלאוטידים קשורים זה לזה ויוצרים שרשראות פולינוקלאוטידים.
הם מחוברים זה לזה על ידי קשרים קוולנטים בין הפוספט של האחד לסוכר של אחר. הצמדות אלה נקראות קישוריות פוספודיאסטר. קישוריות פוספודיאסטר מהוות את עמוד השדרה של סוכר-פוספט של DNA ו- RNA כאחד.
בדומה למה שקורה עם חלבון ו פחמימות מונומרים, נוקלאוטידים קשורים זה לזה באמצעות סינתזת התייבשות. בסינתזת התייבשות חומצות גרעין, בסיסים חנקניים מחוברים זה לזה ומולקולת מים אבודה בתהליך.
מעניין לציין כי חלק מהנוקלאוטידים מבצעים תפקודים תאיים חשובים כמולקולות "אינדיבידואליות", והדוגמא הנפוצה ביותר היא אדנוזין טריפוספט או ATPהמספק אנרגיה לפונקציות תאים רבות.
מבנה DNA
DNA הוא המולקולה התאית המכילה הוראות לביצוע של כל תפקודי התא. כש התאים מתחלקים, ה- DNA שלו מועתק ומועבר מאחד תא דור לדור הבא.
ה- DNA מסודר לתוכו כרומוזומים ונמצא בתוך גרעין מהתאים שלנו. הוא מכיל את "ההוראות הפרוגרמטיות" לפעילות הסלולרית. כאשר אורגניזמים מייצרים צאצאים, הוראות אלה מועברות דרך ה- DNA.
ה- DNA קיים בדרך כלל כמולקולה דו-חוטרת עם מעוות הליקס כפול צורה. ה- DNA מורכב מעמוד שדרה סוכר פוספט-דוקסיריבוזה וארבעת הבסיסים החנקניים:
- אדנין (א)
- גואנין (G)
- ציטוזין (C)
- תימין (T)
ב- DNA עם גדיל כפול, זוגות אדנין עם תימין (A-T) וזוגות גאנין עם ציטוזין (G-C).
מבנה RNA
RNA חיוני ל סינתזה של חלבונים. מידע הכלול בתוך קוד גנטי בדרך כלל מועבר מ- DNA ל- RNA לתוצאה חלבונים. ישנם כמה סוגים של RNA.
- Messenger RNA (mRNA) הוא תעתיק RNA או עותק RNA של הודעת ה- DNA שהופקה במהלך תעתיק DNA. RNA של המסנגר מועבר ליצירת חלבונים.
- העבר RNA (tRNA) יש צורה תלת ממדית והיא הכרחית לתרגום של mRNA בסינתזת חלבון.
- RNA Ribosomal (rRNA) הוא רכיב של ריבוזומים וגם מעורב בסינתזת חלבון.
- MicroRNAs (miRNAs) הם RNAs קטנים המסייעים בוויסות גן ביטוי.
RNA קיים לרוב כמולקולה חד-גדילית המורכבת מאזור עמוד סוכר פוספט-ריבוז ובסיסי החנקן אדנין, גואנין, ציטוזין ואורציל (U). כאשר ה- DNA מועבר לתמלול RNA במהלך תעתיק ה- DNA, זוגות גאנין עם ציטוזין (G-C) וזוגות אדנין עם אורציל (A-U).
הרכב DNA ו- RNA
חומצות הגרעין DNA ו- RNA שונות זו מזו בהרכב ובמבנה שלה. ההבדלים רשומים כדלקמן:
DNA
- בסיסים חנקניים: אדנין, גואנין, ציטוזין ותימין
- סוכר חמש פחמן: Deoxyribose
- מבנה: סטנדרטים כפולים
ה- DNA נמצא בדרך כלל בצורתו התלת ממדית, עם סליל כפול. מבנה מעוות זה מאפשר ל- DNA להירגע שכפול הדנ"א וסינתזת חלבון.
RNA
- בסיסים חנקניים: אדנין, גואנין, ציטוזין ועוריל
- סוכר חמש פחמן: ריבוז
- מבנה: חד-גדילי
בעוד RNA אינו מקבל צורה של סליל כפול כמו DNA, מולקולה זו מסוגלת ליצור צורות תלת ממדיות מורכבות. זה אפשרי מכיוון שבסיסי RNA יוצרים זוגות משלימים עם בסיסים אחרים באותה גדיל RNA. זיווג הבסיס גורם לקיפול RNA ויוצר צורות שונות.
עוד Macromolecules
- פולימרים ביולוגיים: מקרומולקולות שנוצרו מחיבור של מולקולות אורגניות קטנות.
- פחמימות: כוללים סכרידים או סוכרים ונגזרותיהם.
- חלבונים: מקרומולקולות הנוצרות ממונומרים של חומצות אמיניות.
- ליפידיםתרכובות אורגניות הכוללות שומנים, פוספוליפידים, סטרואידים ושעווה.