Nükleik asit metabolizması

Bir parçası olarak Nükleik asit metabolizması nükleik asit DNA ve RNA'nın yapımı ve parçalanması ile ilgilidir. Her iki molekülün de genetik bilgiyi saklama görevi vardır. DNA sentezindeki bozukluklar mutasyonlara ve dolayısıyla genetik bilgide değişikliklere yol açabilir.

Nükleik asit metabolizması nedir?

Nükleik asit metabolizması, deoksiribonükleik asit (DNA) ve ribonükleik asit (RNA) oluşumunu ve parçalanmasını sağlar. DNA, tüm genetik bilgiyi hücre çekirdeğinde uzun süre depolar. RNA ise protein sentezinden sorumludur ve böylece genetik bilgiyi proteinlere aktarır.

Hem DNA hem de RNA nükleobazlardan, bir şekerden ve bir fosfat kalıntısından oluşur. Şeker molekülü, bir esterleştirme yoluyla fosfat kalıntısına bağlanır ve iki fosfat kalıntısına bağlanır. Şeker tarafında bir nükleobazın glikosidik olarak bağlandığı, tekrar eden bir fosfat-şeker bileşikleri zinciri oluşur.

Fosforik asit ve şekere ek olarak, DNA ve RNA sentezi için beş farklı nükleobaz mevcuttur. İki nitrojen bazı adenin ve guanin pürin türevlerine aittir ve iki nitrojen bazı sitozin ve timin pirimidin türevlerine aittir.

RNA'da timin, ek bir CH3 grubu ile karakterize edilen urasil ile değiştirilmiştir. Yapısal birim nitrojen bazı, şeker kalıntısı ve fosfat kalıntısı bir nükleotit olarak adlandırılır. DNA'da, çift sarmallı bir yapı oluşturmak için hidrojen bağlarıyla birbirine bağlanan iki nükleik asit molekülü ile çift sarmal bir yapı oluşturulur. RNA, yalnızca bir sarmaldan oluşur.

İşlev ve görev

Genetik kodun depolanması ve iletilmesi için nükleik asit metabolizması büyük önem taşımaktadır. Genetik bilgi başlangıçta nitrojen bazlarının dizisi aracılığıyla DNA'da depolanır. Bir amino asidin genetik bilgisi, üç ardışık nükleotid aracılığıyla kodlanır. Ardışık baz üçlüleri, belirli bir protein zincirinin yapısı hakkında bilgi depolar. Zincirin başlangıcı ve sonu, amino asitleri kodlamayan sinyaller tarafından belirlenir.

Muhtemel nükleobaz kombinasyonları ve ortaya çıkan amino asitler son derece büyüktür, böylece özdeş ikizler dışında genetik olarak özdeş organizmalar yoktur.

Genetik bilginin sentezlenecek protein moleküllerine aktarılması için önce RNA molekülleri oluşturulur. RNA, genetik bilginin ileticisi olarak hareket eder ve protein sentezini uyarır. RNA ve DNA arasındaki kimyasal fark, deoksiriboz yerine şeker ribozunun molekülüne bağlanmasıdır. Ayrıca, nitrojen bazı timin urasil ile değiştirilmiştir.

Diğer şeker kalıntısı da RNA'nın daha düşük stabilitesine ve tek sarmallı doğasına neden olur. DNA'daki çift iplik, genetik bilgiyi değişikliklere karşı korur. İki nükleik asit molekülü, hidrojen bağları ile birbirine bağlanır. Ancak bu yalnızca tamamlayıcı nitrojen bazları ile mümkündür. DNA'da yalnızca adenin / timin veya guanin / sitozin baz çiftleri olabilir.

Çift iplik bölündüğünde, tamamlayıcı iplik tekrar tekrar oluşur. Örneğin, bir nükleik bazda bir değişiklik varsa, DNA'nın onarımından sorumlu bazı enzimler, tamamlayıcı bazda hangi kusurun bulunduğunu tanır. Değiştirilen nitrojen bazı genellikle doğru şekilde değiştirilir. Genetik kod bu şekilde güvence altına alınır. Ancak bazen, bir mutasyon sonucunda bir hata iletilebilir.

DNA ve RNA'ya ek olarak, enerji metabolizmasında önemli bir rol oynayan önemli mononükleotidler de vardır. Bunlar, örneğin, ATP ve ADP'yi içerir. ATP, adenozin trifosfattır. Bir adenin kalıntısı, riboz ve trifosfat kalıntısı içerir. Molekül enerji sağlar ve enerji salındığında bir fosfat kalıntısı ayrıştırılarak adenozin difosfata dönüştürülür.

Hastalıklar ve rahatsızlıklar

Nükleik asit metabolizması sırasında bozukluklar ortaya çıkarsa, hastalıklar ortaya çıkabilir. DNA'nın yapımında hatalar meydana gelebilir, bu durumda yanlış nükleik baz kullanılır. Mutasyon meydana gelir. Nitrojen bazlarında değişiklikler, deaminasyon gibi kimyasal reaksiyonlar yoluyla meydana gelebilir. Burada NH2 grupları, O = grupları ile değiştirilir.

Normalde, kod DNA'da tamamlayıcı iplikçik tarafından saklanır, böylece onarım mekanizmaları, hatayı düzeltmek için tamamlayıcı nitrojen bazına geri dönebilir. Bununla birlikte, büyük kimyasal ve fiziksel etkiler söz konusu olduğunda, bazen yanlış bir düzeltme yapılabilecek kadar çok kusur ortaya çıkabilir.

Çoğu zaman, bu mutasyonlar genomda daha az alakalı yerlerde meydana gelir, böylece hiçbir etkiden korkulmasın. Ancak önemli bir bölgede bir hata meydana gelirse, sağlık üzerinde büyük etkileri olan genetik makyajda ciddi bir değişikliğe yol açabilir.

Somatik mutasyonlar genellikle kötü huylu tümörlerin nedenidir. Kanser hücreleri her gün böyle gelişir. Ancak kural olarak bunlar bağışıklık sistemi tarafından derhal yok edilir. Bununla birlikte, güçlü kimyasal veya fiziksel etkiler (örneğin radyasyon) veya kusurlu bir onarım mekanizması yoluyla birçok mutasyon oluşursa, kanser gelişebilir. Aynısı zayıflamış bir bağışıklık sistemi için de geçerlidir.

Ancak nükleik asit metabolizması bağlamında tamamen farklı hastalıklar gelişebilir. Nükleobazlar parçalandığında, tamamen yeniden kullanılabilir beta-alanin, pirimidin bazlarından oluşur. Az çözünür ürik asit, pürin bazlarından üretilir. İnsanlar idrarda ürik asit salgılamalıdır. Pürin bazları oluşturmak için ürik asidi yeniden kullanacak enzimler eksikse, ürik asit konsantrasyonu o kadar yükselebilir ki eklemlerde ürik asit kristalleri çökelir ve gut gelişir.