Acizi nucleici

Acidul nucleic este o macromoleculă complexă, ce conține informația genetică din celula dată,formate prin inlantuirea unor molecule de nucleotide. De aceea ei se pot numi si polinucleotide.

           Nucleotidele, la randul lor, sunt alcatuite din:

a)     o baza azotata;b)     un zahar;c)     un radical fosfat;

Structura

Bazele azotate sunt substante organice in care atomii de carbon si de azot sunt grupati in cicluri. Ele sunt de doua feluri.

bazele purinice au doua cicluri condensate, insumand 5 atomi de C si 4 de N. Ele sunt: adenina(A) si guanina(G), prezente si in ADN si in ARN

bazele primidinice au un singur ciclu cu 4 atomi de C si 2 de N. Ele sunt citozina(C), prezenta si in ADN si in ARN, timina(T) numai in ADN siuracilul(U) numai in ARN.

           Zaharul este un monozaharid cu 5 atomi de C(o pentoza). El da numele celor doua tipuri de acizi nucleici: riboza(R) in ARN si dezoxiriboza(D) in ADN.

         Radicalul fosfat(P) formeaza legaturi esterice cu pentozele. Legatura se face intre al cincelea atom de carbon al unei pentoze si al trilea atom de carbon al pentozei urmatoare legand nucleotidele intre ele si formand catene(lanturi) polinucleotidice.

În cadrul acidului nucleic sunt prezente legături covalente (în cadrul nucleotidelor între bazele azotate și pentoze) și legături de hidrogen (între bazele azotate a 2 nucleotide diferite, de ex.: între adenină și timină/uracil sau între citozină și guanină).

Exista 2 tipuri de acizi nucleici:

ADN ARN

ADN(acid dezoxiribonucleic)ADN este prescurtarea de

la acidul dezoxiribonucleic.Acesta este format din molecule organice dintre cele mai complexe. Substanța se găsește în fiecare celulă a ființelor vii și este esențială pentru identitatea oricărui organism, de la Euglena viridis, mica ființă unicelulară aflată la granița dintre plante și animale, și până la Homo sapiens sapiens, omul contemporan. Structura ADN-ului a fost decodificată la începutul anilor 1950. Americanul James D. Watson și britanicul Francis Crick sunt considerați drept primii care au descifrat structura de dublă spirală a ADN-ului. Conform propriilor afirmații, saltul calitativ al descifrării „secretului vieții” s-ar fi produs în ziua de 23 februarie 1953.

Proprietatile chimice ale ADN-uluiDin punct de vedere chimic, ADN-ul este un acid nucleic. Este o

polinucleotidă, adică un compus în structura căruia se repetă un set limitat de macromolecule numite nucleotide; în acest sens, el este definit ca fiind un „copolimer statistic”:

un „copolimer” este un polimer în compoziția căruia se repetă mai multe „motive” (monomeri); în cazul ADN-ului, monomerii sunt nucleotidele.

iar „statistic” înseamnă că monomerii se repetă de manieră aleatorie în lanțul polimer, fără ca ei să fie dispuși alternativ sau după oricare alt aranjament repetitiv (așa cum se întâmplă, de exemplu, în etilen-acetatul de vinil (EVA) sau în acronitril-butadien-stiren (ABS).

Nucleotida, ce reprezintă unitatea de bază a ADN-ului, este o macromoleculă organică (o N-glicozidă) compusă (prin policondensare) din:o glucidă (mai exact o monozaharidă) de tipul „pentoză” (în formă furanozică)o bază azotată heterociclică („inel” sau „ciclu” aromatic în 5 atomi) de tipul pirimidinei, sau o variantă a acesteia condensată cu inelul imidazolic, numită purinăși un rest de acid fosforic (esterificat cu unul din hidroxilii pentozei), adică un „grup fosfat”.

ARN(acid ribonucleic)Molecula de ARN este monocatenară

(este alcătuită dintr-un singur lanț polinucleotidic). Este un complex macromolecular similar, structural și funcțional, în multe privințe ADN-ului. ARN-ul rezultă din copolimerizarea ribonucleotidelor, care determină formarea unor lanțuri lungi, monocatenare. Un ribonucleotid este format dintr-o bază azotată (adenină A, guanină G, uracil U și citozină C), o pentoză (D-2-dezoxiriboză) și un fosfat. În molecula de ARN uracilul înlocuiește timina). Polimerizarea ribonucleotidelor se realizează prin legături fosfodiesterice în pozițiile 3’- 5’.

Tipuri de ARN ARN mesager - ARN-ul mesager este ARN-ul ce va servi ca

tipar pentru sinteza proteinelor. Complexul enzimatic ARN polimeraza sintetizează inițial un ARN mesager precursor ce conține secvențele corespunzătoare exonilor și intronilor genei.

ARN-ul de transport (notat ARNt) este un ARN scurt, de 75-100 nucleotide, cu o structură terțiară „în treflă” (cu patru regiuni scurte dublu catenare și trei bucle) ce fixează un anumit aminoacid la capătul 3’ și care are o regiune specifică de trei nucleotide numită anticodon în bucla opusă capătului 3’. Acest ARN fixează un aminoacid pe care îl transportă și în poziționează în dreptul unui codon (prin complementaritatea codon (de pe molecula de ARNm) – anticodon (de pe molecula de ARNt) în cursul procesului de translatie.

ARN-ul ribozomal este un constituient principal al ribozomilor, structuri celulare la nivelul cărora se realizează sinteza proteinelor. ARN-ul ribozomal este sintetizat prin transcripția genelor corespunzătoare situate în anumite regiuni ale cromozomilor numite organizatori nucleolari. Prin transcripție sunt sintetizați precursori de talie mare ce vor fi ulterior scindați în patru tipuri de ARNr.

Funcțiile celulare ale ARN-ului

Suport temporar al informației genetice - Acest rol este realizat de ARN-ul mesager ce transportă informația genetică necesară sintezei de proteine de la ADN-ul localizat nuclear la ribozomii localizați în citoplasmă.

Catalizator enzimatic - Unele molecule de ARN au capacitatea de a cataliza reacții chimice modificând atât aminoacizi sau proteine cât și acizi nucleici.

Ghid pentru enzime - Unele molecule de ARN sunt componente ale unor complexe ribonucleoproteice ce participă la ghidarea lor spre secvențele specifice. În această categorie pot fi încadrate moleculele mici de ARN nucleolar (snoARN – small nucleolar ARN în engleză) ce participă la clivarea ARN-ului ribozomal sau ARN telomeric ce reprezintă matrița folosită de complexul ribonucleoproteic numit telomerază pentru sinteza extremităților moleculelor de ADN (numite telomere).

Reglarea expresiei genelor - Unele molecule de ARN (ARN antisens, spre exemplu) sunt implicate în represia uneia sau mai multor gene.

Rol în translație - ARN-ul de transfer transportă aminoacizii și îi poziționează în cursul sintezei proteice.

Suport al informației genetice - Genomul unor virusuri este constituit din ARN. În această categorie intră virusul gripei, virusul hepatitei C sau virusul SIDA. Replicarea acestor virusuri se face cu o fidelitate mult mai redusă, deoarece în cazul ARN-ului nu există un proces de corijare a erorilor, frecvența mare a erorilor ducând la o mare variabilitate genetică.

Comparatie intre

ADN si

ARN

Importanta acizilor nucleiciADN-ul codifică biochimic

informația genetică sub forma unei secvențe specifice de baze azotate care se poate autoreproduce și poate fi transferată prin transcriere moleculelor ARN, pe baza principiului complementarității bazelor azotate. Mesajul genetic purtat de ARNm este tradus (translatat) la nivelul ribozomilor, sediul sintezei proteice.

Cele 2 funcții îndeplinite de acizii nucleici sunt:

1. Autocatalitică sau replicarea ADN-ului prin mecanism semiconservativ cu dublarea informației genetice. 2. Heterocatalitică sau biosinteza proteică decodificarea informației genetice și transformarea ei într-o proteină specifică prin transcripție și translație.

Acizii nucleicii sunt elementul de baza al diviziei celulare.

Raileanu Diana-AlexandraIchimas Paula Diana