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. Bir nükleik bazın şekere 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, iki nitrojen bazı sitozin ve timin ise 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 bağları ile 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 azot bazları 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 tek yumurta ikizleri 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 onarımı sırasında bundan sorumlu olan bazı enzimler, tamamlayıcı bazda hangi kusurun mevcut olduğunu algılar. Değiştirilen nitrojen bazı genellikle doğru şekilde değiştirilir. Genetik kod bu şekilde güvence altına alınır. 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 adenozin difosfata dönüştürülür, böylece bir fosfat kalıntısı ayrılır.

Hastalıklar ve rahatsızlıklar

Nükleik asit metabolizması sırasında bozukluklar ortaya çıkarsa, hastalıklar ortaya çıkabilir. DNA'nın yapısında 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 düzeltirken tamamlayıcı nitrojen bazına geri dönebilir. Bununla birlikte, büyük kimyasal ve fiziksel etkiler durumunda, bazen yanlış düzeltmeler yapılabilecek kadar çok kusur ortaya çıkabilir.

Çoğu zaman, bu mutasyonlar genomda daha az alakalı yerlerde gerçekleşir, böylece hiçbir etkiden korkulmasın. Ancak önemli bir bölgede bir hata meydana gelirse, genetik makyajda sağlık üzerinde çok büyük etkileri olan 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 (örn. Radyasyon) veya kusurlu bir onarım mekanizması yoluyla birçok mutasyon oluşursa, kanser gelişebilir. Aynısı zayıflamış bir bağışıklık sistemi için de geçerlidir.

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