Acides nucléiques sont composés d'une chaîne de nucléotides individuels pour former des macromolécules et, en tant que composant principal des gènes dans les noyaux cellulaires, sont porteurs d'informations héréditaires et catalysent de nombreuses réactions biochimiques. Les nucléotides individuels se composent chacun d'un phosphate et un fragment de base nucléique ainsi que la molécule du cycle pentose ribose ou désoxyribose. L'efficacité biochimique de acides nucléiques repose non seulement sur leur composition chimique mais aussi sur leur structure secondaire, leur disposition tridimensionnelle.
Que sont les acides nucléiques?
Les éléments constitutifs de acides nucléiques sont des nucléotides individuels, chacun composé d'un phosphate résidu, le monosaccharide ribose ou désoxyribose, chacun avec 5 atomes de carbone disposés dans un cycle, et l'un des cinq nucléiques possibles base. Les cinq nucléiques possibles base sont l'adénine (A), la guanine (G), la cytosine (C), la thymine (T) et l'uracile (U). Nucléotides contenant du désoxyribose comme sucre composants sont attachés ensemble pour former des désoxyribonucléiques des acides (ADN) et nucléotides contenant ribose en tant que sucre composant sont assemblés pour former ribonucléique des acides (ARN). L'uracile en tant que base nucléique se trouve exclusivement dans l'ARN. Là, l'uracile remplace la thymine, qui se trouve exclusivement dans l'ADN. Cela signifie que seuls 4 nucléotides différents sont disponibles pour la construction de l'ADN et de l'ARN. Dans l'usage anglais et international, ainsi que dans les documents techniques allemands, les abréviations DNA (acide désoxyribonucléique) au lieu de l'ADN et de l'ARN (acide ribonucléique) au lieu de l'ARN sont généralement utilisés. En plus des nucléiques naturels des acides sous forme d'ADN ou d'ARN, les acides nucléiques synthétiques sont développés en chimie pour agir comme catalyseurs de certains processus chimiques.
Anatomie et structure
Les acides nucléiques consistent en une concaténation d'un grand nombre de nucléotides. Un nucléotide est toujours composé du désoxyribose monosucre en forme d'anneau dans le cas de l'ADN ou du ribose dans le cas de l'ARN, plus un phosphate résidu et une fraction de base nucléique. Le ribose et le désoxyribose ne diffèrent que dans le cas du désoxyribose, un groupe OH est transformé en un ion H par réduction, c'est-à-dire par addition d'un électron, et devient ainsi chimiquement plus stable. En partant du ribose ou du désoxyribose en forme d'anneau, chacun avec 5 atomes de carbone, le groupe de base nucléique dans chaque nucléotide est connecté au même atome de carbone via une liaison N-glycosidique. N-glycosidique signifie que l'atome C correspondant du sucre est lié au groupe NH2 de la base nucléique. Si l'atome C avec la liaison glycosidique est appelé n ° 1, alors - dans le sens des aiguilles d'une montre - l'atome C avec le n ° 3 est connecté au groupe phosphate du nucléotide suivant via une liaison phosphodiester, et l'atome C avec le n ° 5 est estérifié en son «propre» groupe phosphate. Les acides nucléiques, l'ADN et l'ARN sont chacun composés de nucléotides purs. Cela signifie que le sucre central molécules des ADN, les nucléotides sont toujours constitués de désoxyribose et ceux d'ARN sont toujours constitués de ribose. Les nucléotides d'un acide nucléique donné ne diffèrent que dans l'ordre des 4 nucléotides possibles base dans chaque cas. L'ADN peut être considéré comme de minces rubans qui sont enroulés en eux-mêmes et complétés par une contrepartie complémentaire, de sorte que l'ADN existe normalement sous la forme d'une double hélice. Dans ce cas, les paires de bases adénine et thymine et guanine et cytosine sont toujours opposées.
Fonction et tâches
L'ADN et l'ARN remplissent différentes tâches et fonctions. Alors que l'ADN n'effectue aucune tâche fonctionnelle, l'ARN intervient dans divers processus métaboliques. L'ADN sert de lieu de stockage central des informations génétiques pour chaque cellule. Il contient les instructions de montage de tout l'organisme et les met à disposition en cas de besoin. La structure de tous protéines est stocké dans l'ADN sous forme de séquences d'acides aminés. En termes pratiques, les informations codées de l'ADN sont d'abord «transcrites» via le processus de transcription et traduites (transcrites) dans la séquence d'acides aminés correspondante. Toutes ces fonctions de travail complexes nécessaires sont effectuées par des acides ribonucléiques spéciaux. L'ARN assume ainsi les tâches de former un simple brin complémentaire à l'ADN dans le noyau cellulaire et de le transporter sous forme d'ARN ribosomal à travers les pores nucléaires du noyau cellulaire dans le cytoplasme vers le Ribosomes afin d'assembler et de synthétiser des acides aminés dans le projet protéinesUne tâche importante est effectuée par l'ARNt (ARN de transfert), qui consiste en des chaînes relativement courtes d'environ 70 à 95 nucléotides. L'ARNt a une structure en forme de feuille de trèfle. Sa tâche est de reprendre le acides aminés fournis selon le codage par l'ADN et de les mettre à la disposition du Ribosomes pour la synthèse des protéines. Certains ARNt sont spécialisés pour des acides aminés; cependant, d'autres ARNt sont responsables de plusieurs acides aminés simultanément.
Maladies
Les processus complexes associés à la division cellulaire, c'est-à-dire la réplication de chromosomes et la traduction du code génétique en séquences d'acides aminés, peut entraîner une gamme de dysfonctionnements, avec un large éventail d'effets possibles allant de létaux (non viables) à à peine perceptibles. Dans de rares cas exceptionnels, les dysfonctionnements aléatoires peuvent également conduire à une meilleure adaptation de l'individu aux conditions environnementales et, par conséquent, aux effets bénéfiques. Lors de la réplication de l'ADN, des changements spontanés (mutations) peuvent survenir dans des gènes individuels (gène mutation) ou une erreur peut survenir dans le distribution of chromosomes entre les cellules (mutation du génome). Un exemple bien connu de mutation génomique est la trisomie 21 - également connue sous le nom de Le syndrome de Down. Conditions environnementales défavorables sous la forme d'un régime faible en enzymes, situations de stress prolongées, exposition excessive à Le rayonnement UV faciliter les dommages à l'ADN, ce qui peut conduire à un affaiblissement de la système immunitaire et promouvoir la formation de cancer cellules. Les substances toxiques peuvent également affecter la fonction diversifiée de l'ARN et conduire à une déficience significative.
