Acizi nucleici și ADN

Acizii nucleici sunt compuși chimici de mare importanță biologică; toate organismele vii conțin acizi nucleici sub formă de ADN și ARN (acid dezoxiribonucleic și respectiv acid ribonucleic). Acizii nucleici sunt molecule foarte importante, deoarece exercită un control primar asupra proceselor fundamentale ale vieții în toate organismele.
Totul sugerează că acizii nucleici au jucat un rol identic de la primele forme de viață primitivă care au reușit să supraviețuiască (cum ar fi bacteriile).
În celulele organismelor vii, ADN-ul este prezent în principal în cromozomi (în celulele care se divid) și în cromatină (în celulele intercinetice).
Este, de asemenea, prezent în afara nucleului (în special în mitocondrii și plastide, unde își îndeplinește funcția de centru de informare pentru sinteza unei părți sau a întregului organet).
ARN, pe de altă parte, este prezent atât în nucleu, cât și în citoplasmă: în nucleu este mai concentrat în nucleol; în citoplasmă este mai concentrat în polizomi.
Structura chimică a acizilor nucleici este destul de complexă; sunt formate din nucleotide, fiecare dintre ele (așa cum am văzut) este format din trei componente: hidrat de carbon (pentoză), bază azotată (purină sau pirimidină) și acid fosforic.
Acizii nucleici sunt, prin urmare, polinucleotide lungi, rezultate din concatenarea unităților numite nucleotide. Diferența dintre ADN și ARN constă în pentoză și bază. Există două tipuri de pentoză, una pentru fiecare tip de acid nucleic:

1) Riboză în ARN;
2) Dessosiribose în ADN.

În ceea ce privește bazele, trebuie să repetăm distincția; bazele pirimidinei includ:

1) Citozină;
2) Timina, prezentă numai în ADN;
3) Uracil, prezent numai în ARN.

Bazele purinei, pe de altă parte, constau din:

1) Adenină

2) Guanină.

Pe scurt, în ADN găsim: Citozină - Adenină - Guanină - Timină (C-A-G-T); în timp ce în ARN avem: Citozină - Adenină - Guanină - Uracil (C-A-G-U).
Toți acizii nucleici au structura liniară polinucleotidică; specificitatea informațiilor este dată de diferitele succesiuni ale bazelor.

Structura ADN-ului

Nucleotidele lanțului ADN sunt legate cu o legătură esteră între acidul fosforic și pentoză; acidul este legat de carbonul 3 al pentozei nucleotidice și de carbonul 5 al următorului; în aceste legături folosește două dintre cele trei grupe ale sale acide; grupul acid rămas conferă moleculei caracterul său acid și îi permite să formeze legături cu proteinele bazice .
ADN-ul are o structură cu dublă helică: două lanțuri complementare, dintre care unul „coboară” și „celălalt” urcă. ”Acestui aranjament îi corespunde conceptul de lanțuri„ antiparalele ”, adică paralele dar cu direcții opuse. o parte, unul dintre lanțuri începe cu o legătură între acidul fosforic și carbonul 5 al pentozei și se termină cu un carbon liber 3; în timp ce direcția lanțului complementar este opusă. Vedem, de asemenea, că legăturile de hidrogen dintre aceste două lanțuri apar numai între o bază purinică și o pirimidină și invers, adică între Adenină și Timină și între Citozină și Guanină și invers; există două legături de hidrogen în perechea AT, în timp ce în perechea GC există trei legături. a doua pereche are o stabilitate mai mare.

Reduplicarea ADN-ului

După cum sa menționat deja în ceea ce privește nucleul intercinetic, ADN-ul poate fi în fazele „autosintetice” și „alosintetice”, adică implicate în sintetizarea perechilor de sine (autosinteză) sau a unei „alte substanțe (ARN: alosinteza). consideră că este împărțit în trei faze, numite G1, S, G2. În faza G1 (în care G poate fi luat ca creștere inițială), celula sintetizează, sub controlul ADN-ului nuclear, tot ceea ce este necesar pentru metabolismul său. În faza S (unde S reprezintă sinteza, adică sinteza ADN-ului nuclear nou) are loc reduplicarea ADN-ului. În faza G2, celula reia creșterea, pregătindu-se pentru următoarea divizie.

SA VEDEM SUCCINT FENOMENELE CARE AU LOC ÎN FAZA S

În primul rând putem reprezenta cele două lanțuri antiparalele ca și cum ar fi deja „despiralizate”. Pornind de la o extremă, legăturile dintre perechile de baze (A - T și G - C) sunt rupte, iar cele două lanțuri complementare se separă (comparația deschiderii unui "flash" este potrivită). În acest moment, o enzimă ( ADN-polimeraza) „curge” de-a lungul fiecărui lanț unic, favorizând formarea de legături între nucleotidele care îl compun și noile nucleotide (anterior „activate” cu energia eliberată de „ATP) prevalente în carioplasmă. O nouă timină este legată în mod necesar de fiecare adenină și așa mai departe, formând treptat un nou lanț dublu din fiecare lanț unic.
ADN-polimeraza pare să acționeze in vivo indiferent asupra celor două lanțuri, indiferent de „direcția” (de la 3 la 5 sau invers). În acest fel, când tot lanțul ADN dublu original a fost acoperit, două lanțuri duble, exact la fel ca originalul. Termenul care definește acest fenomen este „reduplicare semiconservativă”, unde „reduplicare” concentrează semnificațiile de dublare cantitativă și copiere exactă, în timp ce „semiconservativ” reamintește faptul că, pentru fiecare nou lanț dublu de ADN, numai un lanț este neo-intetic.
ADN-ul conține informații genetice, pe care le transmite ARN-ului; acesta din urmă îl transmite la rândul său proteinelor, reglând astfel funcțiile metabolice ale celulei. În consecință, întregul metabolism este direct sau indirect sub controlul nucleului.
Moștenirea genetică pe care o găsim în ADN este destinată să dea proteine specifice celulei.
Dacă le luăm în perechi, cele patru baze vor da 16 combinații posibile, adică 16 litere, insuficiente pentru toți aminoacizii. Dacă, în schimb, le luăm în triplete, vor exista 64 de combinații, care pot părea prea multe, dar care, în realitate, sunt toate folosite, deoarece știința a descoperit că diferiți aminoacizi sunt codificați de mai multe triplete. Prin urmare, avem traducerea din cele 4 litere ale bazelor azotate ale nucleotidelor în cele 21 ale aminoacizilor; cu toate acestea, înainte de "traducere", c "este" transcrierea ", încă în contextul" celor patru litere ", adică trecerea informațiilor genetice de la cele 4 litere ale ADN-ului la cele 4 litere ale ARN, luând având în vedere că, în loc de timid (ADN), c "este" uracil (ARN).
Procesul de transcripție are loc atunci când, în prezența ribonucleotidelor, enzimelor (ARN-polimeraza) și a energiei conținute în moleculele ATP, se deschide lanțul ADN și se sintetizează ARN, care este o reproducere fidelă a informațiilor genetice. lanț deschis.
Există trei tipuri principale de ARN și toate provin din ADN nuclear: