13
1 INTRODUCERE ÎN STUDIUL CELULEI 1 1.1. Noţiuni generale Obiectul de studiu al biologiei celulare şi moleculare îl constituie cercetarea structurii celulei, a fenomenelor şi mecanismelor care se desfăşoară la acest nivel, precum şi aplicarea cunoştinţelor dobândite în medicină şi în alte ramuri ale ştiinţei. Astfel, descifrarea recentă a genomului uman, a secvenţei de baze care alcătuiesc acidul dezoxiribonucleic (ADN), va contribui în viitorul apropiat la elaborarea unor terapii genice, pentru vindecarea anumitor maladii, în prezent incurabile. Secvenţierea ADN îşi găseşte aplicaţii şi în medicina legală, unde, pe baza unor probe biologice din care se extrage ADN-ul, se poate stabili, de exemplu, paternitatea sau identitatea unei persoane. De asemenea, biologia celulară este ştiinţa care determină impactul pe care îl au, la nivel celular şi molecular, diverşi factori din mediul înconjurător şi studiază mecanismele de apărare dezvoltate de către celule. Orice metodă ştiinţifică de cercetare cuprinde câteva etape obligatorii: - observaţia, care constă în definirea problemei ce urmează a fi studiată; - ipoteza, care presupune elaborarea unor posibile explicaţii ale observaţiei; - partea experimentală, în cursul căreia se verifică ipotezele formulate, utilizând metode controlate şi repetabile; - concluziile, pe baza cărora se poate stabili dacă o ipoteză este valabilă sau nu. Dacă o ipoteză a fost testată în mod repetat, cu foarte mici modificări, ea constituie o teorie. Biologia celulară modernă se bazează pe câteva teorii, printre care teoria celulară, teoria evoluţiei prin selecţie naturală, teoria genică.

Introducere in studiul celulei

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Biologie Celulara,Facultatea de Medicina

Citation preview

Page 1: Introducere in studiul celulei

1

INTRODUCERE ÎN STUDIUL CELULEI

1

1.1. Noţiuni generale Obiectul de studiu al biologiei celulare şi moleculare îl constituie

cercetarea structurii celulei, a fenomenelor şi mecanismelor care se desfăşoară la acest nivel, precum şi aplicarea cunoştinţelor dobândite în medicină şi în alte ramuri ale ştiinţei. Astfel, descifrarea recentă a genomului uman, a secvenţei de baze care alcătuiesc acidul dezoxiribonucleic (ADN), va contribui în viitorul apropiat la elaborarea unor terapii genice, pentru vindecarea anumitor maladii, în prezent incurabile. Secvenţierea ADN îşi găseşte aplicaţii şi în medicina legală, unde, pe baza unor probe biologice din care se extrage ADN-ul, se poate stabili, de exemplu, paternitatea sau identitatea unei persoane. De asemenea, biologia celulară este ştiinţa care determină impactul pe care îl au, la nivel celular şi molecular, diverşi factori din mediul înconjurător şi studiază mecanismele de apărare dezvoltate de către celule.

Orice metodă ştiinţifică de cercetare cuprinde câteva etape obligatorii:

- observaţia, care constă în definirea problemei ce urmează a fi studiată;

- ipoteza, care presupune elaborarea unor posibile explicaţii ale observaţiei;

- partea experimentală, în cursul căreia se verifică ipotezele formulate, utilizând metode controlate şi repetabile;

- concluziile, pe baza cărora se poate stabili dacă o ipoteză este valabilă sau nu.

Dacă o ipoteză a fost testată în mod repetat, cu foarte mici modificări, ea constituie o teorie. Biologia celulară modernă se bazează pe câteva teorii, printre care teoria celulară, teoria evoluţiei prin selecţie naturală, teoria genică.

Page 2: Introducere in studiul celulei

2

Hooke, în secolul al XVII-lea, a fost primul care a dat numele de celule unor mici cavităţi pe care le-a observat în lemnul de plută, cu ajutorul unui sistem de lentile construit de el. Schwann, în 1839, a ajuns la concluzia că toate ţesuturile animale sunt alcătuite din celule, iar Virchow, în 1858, a formulat teoria celulară, conform căreia toate organismele sunt compuse din una sau mai multe celule, care rezultă din alte celule anterioare. Astfel, lanţul existenţei se extinde de la celulele actuale până în momentul apariţiei primei celule, cu aproximativ 3,5 – 3,8 miliarde de ani în urmă.

Watson şi Crick, în 1953, au conceput modelul acidului dezoxiribonucleic (ADN), care s-a dovedit a fi molecula purtătoare a informaţiei genetice. Mecanismul replicării ADN, al transcripţiei şi translaţiei, cu formarea în final de proteine, constituie dogma centrală a geneticii şi biologiei celulare, care explică influenţa eredităţii asupra evoluţiei organismului.

Totalitatea organismelor vii, aflate în strânsă conexiune cu mediul înconjurător, alcătuiesc biosfera. Relaţiile care se stabilesc între diferite grupuri de organisme, precum şi legăturile dintre acestea şi mediul lor de viaţă, constituie ecosistemele. Un grup de organisme similare, care tind să se reproducă şi să dea naştere la urmaşi viabili, reprezintă o specie. Grupurile de organisme similare, care trăiesc într-o anumită arie geografică, formează o populaţie. Un organism poate fi unicelular sau pluricelular, după cum este alcătuit din una, respectiv mai multe celule, caracterizate printr-un aranjament unic al informaţiei stocată la nivelul ADN. Organismele pluricelulare dezvoltă tipuri celulare specializate, grupate în ţesuturi, organe şi sisteme. Un grup de celule, ţesuturi şi organe, care realizează împreună o funcţie majoră specifică, constituie un sistem (de exemplu, sistemul cardiovascular). Organele sunt formate din celule şi ţesuturi, care îndeplinesc un anumit rol (de exemplu, cordul pompează sângele în sistemul cardiovascular). Un grup de celule cu o funcţie specifică reprezintă un ţesut (de exemplu, ţesutul muscular de tip cardiac, prin proprietăţile sale contractile, contribuie la funcţionarea inimii ca o pompă). Celula reprezintă unitatea fundamentală a oricărui organism şi este alcătuită la rândul său din organite, molecule, atomi şi particule subatomice.

Orice organism prezintă anumite caracteristici: - organizarea pe nivele diferite, organismele multicelulare fiind

alcătuite, aşa cum arătat, din sisteme, organe, ţesuturi şi celule; - homeostazia constă în menţinerea constantă (dar, în acelaşi timp,

dinamică), a unor parametrii ai mediului intern: temperatura, pH, concentraţia apei; reacţiile metabolice se desfăşoară în limitele homeostatice;

Page 3: Introducere in studiul celulei

3

- adaptarea la mediul înconjurător; - reproducerea şi ereditatea: reproducerea poate fi asexuată (fără

recombinarea materialului genetic) sau sexuată (care implică participarea genetică a două organisme de sexe opuse); majoritatea organismelor utilizează molecula de ADN drept purtătoare a informaţiei ereditare, dar există şi cazuri, aşa cum sunt retrovirusurile (virusul HIV, de exemplu), care utilizează ARN (acidul ribonucleic);

- creşterea şi dezvoltarea: chiar şi organismele unicelulare suferă, imediat după diviziunea celulară, un proces de creştere şi dezvoltare, până la maturarea completă; organismele pluricelulare au mecanisme complicate de diferenţiere şi organogeneză;

- producerea şi eliberarea de energie; - detecţia şi răspunsul la stimuli (interni sau externi); - interacţiunile cu mediul înconjurător sau cu alte organisme.

1.2. Celulele eucariote şi procariote Celula este unitatea de bază a vieţii. În funcţie de organizarea lor

structurală, celulele pot fi clasificate în două mari categorii: eucariote şi procariote. Animalele, plantele, fungii, protozoarele şi unele alge sunt alcătuite din celule eucariote, în timp ce procariotele sunt reprezentate de bacterii.

Procariotele sunt în general mult mai mici şi mai simple ca organizare decât eucariotele. Cu cât o celulă este mai mică, cu atât raportul dintre aria suprafeţei sale şi volum este mai mare, astfel încât substanţele nutritive pot ajunge foarte rapid în interiorul celulei. În cazul celulelor eucariote, unde aria suprafeţei este limitată comparativ cu volumul, pasajul substanţelor nutritive prin membrane este mai dificil, necesitând existenţa sistemelor de transport, dintre care unele cu consum energetic. În acest mod, celulele eucariote realizează o selecţie riguroasă a particulelor care pătrund în interiorul celulei.

1.2.1. Celulele procariote (bacteriile) Bacteriile sunt esenţiale pentru viaţa umană şi, în general, pentru

viaţa pe planeta noastră. Deşi o serie de bacterii sunt incriminate ca factori declanşatori sau agravanţi în etiopatogenia a numeroase maladii, există

Page 4: Introducere in studiul celulei

4

totuşi bacterii ce exercită roluri benefice pentru sănătatea umană. De exemplu, anumite specii de bacterii, care au o viaţă simbiotică în colonul uman, sintetizează vitamina K, un factor indispensabil al coagulării sângelui. Alte tipuri de bacterii contribuie la digerarea celulozei vegetale de către animalele ierbivore sau la transformarea chimică a monoxidului de azot de către anumite plante (mazăre, soia, lucernă). Descoperirea faptului că anumite bacterii sintetizează compuşi letali pentru alte bacterii a condus la dezvoltarea antibioticelor, care au revoluţionat terapia multor boli.

Forma şi dimensiunile procariotelor diferă foarte mult. Astfel, se întâlnesc bacterii sferice, cilindrice sau spiralate, flagelate sau filamentoase. Răspândirea bacteriilor este universală, ele fiind localizate până în cele mai neobişnuite şi aparent inospitaliere regiuni de pe glob.

Procariotele sunt primele forme de viaţă de pe Pământ, începuturile existenţei lor fiind plasate cu circa 3,5 miliarde de ani în urmă. Cele mai “vârstnice” par a fi arhebacteriile, mici organisme procariote care trăiesc în condiţii extreme: apă fierbinte din gheizere, regiuni cu salinitate ridicată, zone sulfuroase din apropierea vulcanilor, medii acide sau chiar în adâncul gheţurilor arctice.

Din punct de vedere al comportării faţă de oxigen, bacteriile se pot clasifica în aerobe (prezenţa oxigenului este esenţială pentru supravieţuirea lor), anaerobe (nu tolerează oxigenul) şi facultativ anaerobe (preferă oxigenul, dar pot supravieţui şi în lipsa acestuia). După energia utilizată, bacteriile sunt heterotrofe (obţin energia în urma consumului unor compuşi organici) şi autotrofe (îşi produc singure energia, prin anumite reacţii chimice).

Învelişul celulelor procariote este constituit dintr-o capsulă externă (la unele tipuri), un perete şi o membrană citoplasmatică internă.

Anumite specii de bacterii prezintă o capsulă protectivă, alcătuită din polizaharide. Capsula are numeroase roluri, dar cele mai importante sunt acelea de a împiedica deshidratarea celulei şi de a preveni fagocitoza de către alte celule mai mari. Capsula reprezintă astfel un factor major de virulenţă la bacteriile patogene (de exemplu, Streptococcus pneumoniae).

Fiecare bacterie este înconjurată de un perete celular rigid, format din peptidoglican (un polizaharid). Peretele conferă forma celulei şi protejează membrana citoplasmatică de mediul înconjurător. De asemenea, ancorează prelungirile celulare (pilii şi flagelii) care emerg din membrana citoplasmatică şi străbat peretele către exterior. Rigiditatea peretelui împiedică dezintegrarea celulei în condiţiile unor mari variaţii presionale osmotice între citoplasmă şi mediul extracelular. Compoziţia peretelui celular variază în limite largi la diferite tipuri de procariote şi reprezintă un

Page 5: Introducere in studiul celulei

5

factor important pentru analiza şi diferenţierea speciilor bacteriene. De exemplu, fizicianul danez Ch. Gram (1884) a pus la punct o tehnică de colorare şi spălare, care poate diferenţia două categorii de bacterii, pe baza existenţei la nivelul peretelui celular a unei anumite structuri reticulare. Astfel, prin această metodă, bacteriile gram – pozitive se colorează în albastru - violet, deoarece peretele lor reţine colorantul. În schimb, bacteriile gram – negative eliberează rapid colorantul atunci când sunt spălate cu un amestec de alcool şi acetonă.

Membrana citoplasmatică este reprezentată de un strat de fosfolipide şi proteine care înconjură citoplasma şi reglează schimburile de substanţe între interiorul şi exteriorul celulei. Structura membranei este asimetrică pe cele două feţe, fiecare dintre ele îndeplinind funcţii specifice, şi, în acelaşi timp, este dinamică, adaptându-se la condiţiile variabile ale mediului.

Citoplasma (protoplasma) bacteriană este sediul proceselor de creştere, metabolism şi replicare. Este reprezentată de o matrice cu consistenţă de gel, compusă din apă, enzime, substanţe nutritive, deşeuri celulare şi gaze. Citoplasma conţine, de regulă, un singur cromozom, plasmide şi, dintre organite, doar ribozomi. Spre deosebire de celulele eucariote, bacteriile nu au un nucleu delimitat de membrană. Cromozomul, alcătuit dintr-o singură moleculă de ADN circular, este localizat într-o regiune a citoplasmei numită nucleoid.

Plasmidele sunt structuri genetice extracromozomiale, întâlnite la o serie de specii bacteriene. Ca şi cromozomii, plasmidele conţin ADN circular, dar ele nu sunt implicate în reproducerea celulară. Numai cromozomii deţin instrucţiunile necesare iniţierii şi desfăşurării diviziunii celulare binare, prin care are loc reproducerea bacteriilor. Plasmidele se replică independent de cromozomi şi, deşi nu sunt esenţiale pentru supravieţuirea celulei, se pare că îi conferă acesteia un avantaj selectiv. Plasmidele sunt purtătoarele unor proprietăţi speciale, precum rezistenţa la antibiotice, rezistenţa la metale grele şi virulenţa, care determină infectarea organismelor gazdă. Posibilitatea de a include în interiorul lor anumite gene, fac din plasmide nişte vectori extrem de utili în ingineria genetică.

Ribozomii sunt “uzine” microscopice celulare. La nivelul ribozomilor are loc translaţia codului genetic din “limbajul” molecular al ADN în secvenţa de aminoacizi care constituie proteinele. Ribozomii bacterieni sunt similari cu cei ai eucariotelor, dar sunt mai mici şi au o structură moleculară uşor diferită. Anumite antibiotice pot inhiba selectiv ribozomii procariotelor, blocând astfel exclusiv dezvoltarea bacteriilor dintr-un organism infectat, fără a influenţa celulele eucariote.

Page 6: Introducere in studiul celulei

Flagelii reprezintă structuri implicate în locomoţia celulară. Numărul lor variază, putând fi unul singur, localizat la o extremitate a bacteriei, sau mai mulţi, răspândiţi pe toată suprafaţa celulei. Mişcările flagelilor ajută bacteriile să se deplaseze către sursele de hrană, să se îndepărteze de toxinele chimice sau, în cazul cianobacteriilor fotosintetice, contribuie la orientarea către lumină.

Pilii sunt proiecţii celulare asemănătoare unor fire de păr, implicate în ataşarea bacteriilor la diverse suprafeţe (de exemplu, smalţul dinţilor sau peretele intestinal). În lipsa pililor, bacteriile patogene îşi pierd capacitatea de infectare, deoarece nu mai pot adera la ţesuturile gazdă. Pili specializaţi intervin în conjugare, un proces în cursul căruia două bacterii schimbă fragmente de ADN plasmidic (Fig. 1.1).

Fig. 1.1 – Structura unei celule procariote

6

Page 7: Introducere in studiul celulei

1.2.2. Celulele eucariote Celulele animale şi protozoarele nu au perete celular. Ele sunt

delimitate de o membrană plasmatică, constituită dintr-un bistrat fosfolipidic, la care se asociază proteine, steroli şi resturi glucidice. Eucariotele sunt capabile de endocitoză (fagocitoză şi pinocitoză) şi exocitoză. Nucleul este prezent, fiind delimitat de un înveliş nuclear, străbătut de numeroşi pori, prin care nucleul comunică cu lumenul reticulului endoplasmic. În interiorul nucleului există una sau mai multe perechi de cromozomi, compuşi din ADN linear, asociat cu proteine histonice. Nucleul conţine unul sau mai mulţi nucleoli. Diviziunea se realizează prin mitoză şi meioză. Eucariotele prezintă o serie de organite citoplasmatice, delimitate de membrane interne: mitocondrii, reticul endoplasmic, aparat Golgi, lizozomi, ribozomi, peroxizomi. De asemenea, este prezent citoscheletul, iar în mitoză se formează fusul de diviziune. Enzimele respiratorii şi lanţul transportor de electroni, implicate în producerea de energie celulară, sunt localizate la nivelul mitocondriei. Eucariotele prezintă cili şi flageli, constituiţi din microtubuli şi implicaţi în diverse tipuri de mişcare celulară (Fig. 1.2).

Fig. 1.2 – Structura unei celule eucariote

7

Page 8: Introducere in studiul celulei

1.3. Compoziţia chimică a celulei Analiza compoziţiei chimice a celulei relevă că, după abundenţa lor

în celule, elementele chimice pot fi clasificate în trei categorii: - elemente majore – oxigen, carbon, hidrogen şi azot – reprezentând

aproximativ 60 % din totalul componentelor chimice celulare; - elemente puţin abundente – calciu, fosfor, potasiu, sodiu, magneziu şi clor – care formează, împreună cu cele din prima categorie, elementele plastice ale celulei;

- oligoelementele (sub 0,02 %) – fier, zinc, iod, cupru, fluor, mangan sunt indispensabile vieţii; ele au un rol catalitic important, reprezentând grupările active ale unor enzime sau intrând în constituţia unor hormoni sau vitamine.

Elementele chimice din structura materiei vii formează combinaţii specifice, care conferă celulei o organizare moleculară caracteristică. Substanţele chimice din celule se împart în două mari clase: substanţe anorganice (apa şi sărurile minerale) şi substanţe organice (proteine, glucide, lipide, acizi nucleici).

1.3.1. Substanţele anorganice Apa se găseşte în celulă în proporţie de 60 – 90 %, reprezentând

solventul în care se desfăşoară reacţiile vitale ale celulei. Cantitatea de apă din celule variază, în funcţie de vârsta şi activitatea celulei, procentul fiind mai ridicat în celulele tinere. Proprietăţile fizico – chimice permit moleculei de apă să îndeplinească funcţii deosebite în organism. Apa este o moleculă polară, atomii de hidrogen şi cei de oxigen fiind dispuşi în triunghi. Cei doi atomi de hidrogen reprezintă polul pozitiv, iar atomul de oxigen polul negativ. Datorită structurii lor, moleculele de apă se dispun în jurul moleculelor polare, dizolvându-le. Rolul de solvent al apei se explică prin constanta dielectrică ridicată şi prin proprietăţile electrice ale ionilor proveniţi din disocierea sa (OH− şi H+). Legăturile de hidrogen leagă moleculele de apă între ele, într-o conformaţie tetraedrică (Fig. 1.3).

Fig. 1.3 – Modelul moleculei de apă

8

Page 9: Introducere in studiul celulei

9

Proprietăţile fizice şi chimice ale apei au o importanţă biologică deosebită. În organism, căldura rezultată din procesele metabolice, cu deosebire din metabolismul muscular, este reţinută de apă şi repartizată în organism, prevenind astfel supraîncălzirea corpului. Conductibilitatea termică a apei, mai mare comparativ cu alte lichide, contribuie la uniformizarea temperaturii în celule, în cursul reacţiilor metabolice exoterme. Datorită căldurii latente ridicate, evaporarea apei constituie un mijloc eficient de adaptare a organismului la supraîncălzire.

În organism, apa este repartizată în două mari compartimente: intracelular şi extracelular. Cantitatea de apă a ţesuturilor variază direct proporţional cu intensitatea proceselor vitale. Provenienţa apei în organism este dublă: endogenă (apa rezultată din reacţiile metabolice) şi exogenă (apa ingerată).

Sărurile minerale, deşi prezente în cantităţi relativ mici, îndeplinesc însă funcţii importante, realizând condiţiile fizico-chimice necesare desfăşurării proceselor vitale. În cea mai mare parte sunt reprezentate de fosfaţi, carbonaţi, cloruri, sulfaţi şi bicarbonaţi de Na, K, Ca, Mg. Sărurile minerale se găsesc fie sub formă liberă, fie în diferite combinaţii cu substanţele organice şi intervin în procesele de difuziune, osmoză şi în menţinerea echilibrului acido-bazic.

1.3.2. Substanţele organice Glucidele constituie elementul energetic cel mai important pentru

organism. Sunt reprezentate de monozaharide şi polizaharide. Dintre monozaharide, glucoza este sursa nutritivă şi energetică esenţială a celulei, precum şi materialul iniţial pentru sinteza altor compuşi celulari. Polizaharidele intră în constituţia anumitor structuri celulare (celuloza din peretele celulelor vegetale), intervin într-o serie de procese celulare (adeziunea celulară) şi reprezintă forma de stocare a monozaharidelor (glicogenul, în cazul celulelor animale şi amidonul la plante).

Lipidele îndeplinesc, la nivel celular, trei roluri principale: energetic; plastic, fiind constituenţi majori (fosfolipidele şi fosfogliceridele) ai membranelor celulare; reglator (vitamine, hormoni steroizi, prostaglandine). Grăsimile neutre intervin în termoreglare, ţesutul adipos subcutanat formând un strat izolant faţă de mediul înconjurător. De asemenea, grăsimile neutre îndeplinesc şi o funcţie mecanică, amortizând şocurile la nivelul organelor interne. Anumite ţesuturi metabolic active conţin un procent ridicat de fosfolipide. Colesterolul este un precursor al hormonilor corticosteroizi; în plus, alături de fosfolipide şi trigliceride, intră în

Page 10: Introducere in studiul celulei

10

compoziţia membranelor celulare, impermeabilizându-le faţă de apă şi alte substanţe.

Proteinele sunt constituenţi de bază ai tuturor structurilor celulare şi, în acelaşi timp, sunt reglatori (enzime) ai activităţilor celulare. Într-o celulă există tot atâţia catalizatori enzimatici de natură proteică, câte reacţii chimice sunt necesare pentru desfăşurarea proceselor vitale. Proteinele sunt implicate în transportul prin membranele celulare, în motilitate (actina şi miozina), în imunitate (anticorpii), în controlul diviziunii celulare (factorii de creştere) şi al proceselor metabolice (hormonii proteici).

Diversitatea funcţiilor îndeplinite de proteine în organism se datorează structurii lor moleculare complexe. Proteinele sunt macromolecule, constituite dintr-un număr variabil de aminoacizi. Diferitele combinaţii de aminoacizi determină o varietate foarte mare de proteine, caracteristice fiecărui ţesut şi fiecărei specii. Complexitatea proteinelor rezultă nu numai din numărul mai mare sau mai mic de aminoacizi din structura lor, ci şi din faptul că se pot combina cu alte molecule neproteice, formând heteroproteinele (lipoproteine, glicoproteine), cu roluri biologice importante. Holoproteinele sunt formate exclusiv din aminoacizi (de exemplu, histonele, care se asociază ADN-ului în nucleu).

O caracteristică majoră a proteinelor este specificitatea, adică capacitatea de a distinge dintre multitudinea moleculelor cu care vin în contact numai pe acelea cu care se pot combina sau asocia în mod specific (anticorpii cu antigenele, enzimele cu substraturile corespunzătoare, etc.).

Proteinele pot avea formă globulară sau fibrilară, alungită. Cele mai numeroase sunt proteinele globulare. Structura proteinelor este organizată pe patru nivele: primar, secundar, terţiar şi cuaternar.

Structura primară este determinată de numărul şi succesiunea de aminoacizi din lanţul polipeptidic. Structura secundară constă în organizarea spaţială a lanţului polipeptidic: α-helix şi pachetele β. Datorită legăturilor peptidice rigide, proteinele fibrilare se organizează în spirală (α-helix), cu grupările CO şi NH situate în afara helixului. Între aceste grupări se stabilesc punţi de hidrogen şi legături ionice. Structura terţiară rezultă din plierea lanţului polipeptidic. Prin organizarea terţiară, enzimele îşi expun spre suprafaţă grupările chimic active. Structura cuaternară derivă din interacţiunile lanţurilor polipeptidice, prezente în proteinele complexe (de exemplu, hemoglobina) (Fig. 1.4).

Page 11: Introducere in studiul celulei

Fig. 1.4 – Structura secundară şi terţiară a proteinelor

11

Page 12: Introducere in studiul celulei

Acizii nucleici – acidul dezoxiribonucleic (ADN) şi acidul ribonucleic (ARN) – sunt macromolecule formate din nucleotide. ADN-ul conţine întreaga informaţie genetică utilizată pentru biosinteza tuturor proteinelor celulare. Fiecare nucleotid din structura acizilor nucleici conţine o bază azotată, o pentoză şi un radical fosforic. Bazele azotate sunt purinice (adenina şi guanina) şi pirimidinice (citozina şi timina sau uracilul, în cazul ARN). Legarea bazelor azotate la o pentoză (dezoxiriboza, în cazul ADN şi riboza pentru ARN) determină formarea unui nucleozid. Din asocierea nucleozidului cu un radical fosfat rezultă nucleotidele, subunităţile structurale ale ADN şi ARN (Fig. 1.5).

Fig. 1.5 – Structura nucleotidelor

12

Page 13: Introducere in studiul celulei

Între nucleotide se stabilesc legături covalente, fosfodiesterice. În structura ADN intră două lanţuri nucleotidice, dispuse antiparalel. Între bazele azotate dintre cele două lanţuri se stabilesc punţi de hidrogen, respectând principiul complementarităţii: adenina cu timina şi guanina cu citozina (Fig. 1.6).

Fig. 1.6 – Structura ADN

13