Odpowiedź :
Kwasy nukleinowe zostały odkryte w 1869 r. przez Mieschera w limfocytach ludzkich (z ropy). Ich biologiczne znaczenie było przez długi czas nieznane, dopóki Avery w 1944 r. nie dostarczył dowodu funkcji genetycznej tych związków, a Watson i Crick w 1953 r. nie odkryli klucza do przenoszenia informacji. Dziedziczona przez pokolenia informacja jest zapisana w kwasie deoksyrybonukleinowym – DNA, zbudowane są z niego geny wszystkich organizmów żyjących na Ziemi oraz niektórych wirusów. Wszystkie rodzaje kwasu rybonukleinowego – RNA syntetyzowane są na matrycy DNA w procesie transkrypcji i biorą bezpośredni udział w biosyntezie białka.
- Kwasy nukleinowe występują we wszystkich komórkach organizmów jedno- i wielokomórkowych, w większości przypadków w połączeniach z białkami jako nukleoproteidy.
- W roztworach wodnych mają odczyn kwaśny.
- Pod względem chemicznym są polinukleotydami; cząsteczki kwasów nukleinowych mają budowę łańcuchową i składają się z wielu setek podobnych, lecz nieidentycznych, jednostek budulcowych, zwanych nukleotydami.
- W skład każdego nukleotydu wchodzi nukleozyd zbudowany z organicznej zasady i cząsteczki pentozy: rybozy lub deoksyrybozy.
- Nukleotyd jest związkiem trójskładnikowym; to połączenie cząsteczki kwasu fosforowego z pentozą (zawsze rybozą lub deoksyrybozą) oraz cząsteczką zasady azotowej (puryną lub pirymidyną).
- Cząsteczki cukru i grupy fosforanowe tworzą szkielet kwasu nukleinowego i stanowią niezmienny trzon cząsteczki; zasady azotowe stanowią ugrupowania boczne.
- Jeżeli składnikiem cukrowym jest ryboza, mamy do czynienia z kwasem rybonukleinowym – RNA, jeżeli deoksyryboza z kwasem deoksyrybonukleinowym – DNA.
Rys. Budowa nukleozydu
Rys. Budowa nukleotydu
- Wchodzące w skład kwasów nukleinowych zasady są związkami organicznymi o budowie heterocyklicznej, zawierającymi w pierścieniu atomy azotu. Zasady pirymidynowe to: cytozyna, tymina, uracyl. Puryny to: adenina, guanina. Puryny: adenina i guanina występują we wszystkich rodzajach kwasów nukleinowych, natomiast z pirymidyn tylko cytozyna występuje we wszystkich rodzajach kwasów nukleinowych. Tymina jest charakterystyczna wyłącznie dla DNA, uracyl wyłącznie dla RNA. W każdym DNA całkowita ilość puryn jest w przybliżeniu równa całkowitej ilości pirymidyn (A + G = T + C).
Rys. Sposób połączenia nukleotydów w łańcuchu polinukleotydowym:
C – cytozyna, G – guanina
Rys. Budowa zasad azotowych
DNA występuje głównie w jądrze komórkowym jako składnik strukturalny chromosomów, powiązany z białkami histonowymi oraz białkami niehistonowymi (tworzą się nukleosomy). Niewielki procent DNA jest obecny w mitochondriach i plastydach. DNA występujący w komórkach prokariontów oraz w mitochondriach i chloroplastach posiada formę kolistą (nie ma wolnych końców 3’ i 5’) i brak w nim histonów. Tylko w wyjątkowych przypadkach DNA występuje w formie jednoniciowej, np. u bakteriofaga Φ X174.
- DNA posiada cztery rodzaje zasad: dwie puryny: adeninę i guaninę oraz dwie pirymidyny: tyminę i cytozynę. W związku z tym wyróżniamy cztery rodzaje nukleotydów budujących DNA: nukleotyd adeninowy, cytozynowy, guaninowy oraz tyminowy.
- Cząsteczka DNA zbudowana jest z dwóch długich powiązanych bezpośrednio łańcuchów polinukleotydowych, układających się względem siebie w przeciwnych kierunkach (biegną równolegle, ale są przeciwnie zorientowane) i stanowiących komplementarne kopie, ponieważ zasada należąca do jednego łańcucha może łączyć się w parę tylko ze ściśle określoną zasadą z drugiego łańcucha (zawsze adenina z tyminą, a cytozyna z guaniną). Jest to zasada komplementarności zasad azotowych.
- Jeden koniec łańcucha DNA oznaczamy jako 5’, a drugi jako 3’. W łańcuchach polinukleotydowych nukleotydy połączone są wiązaniami fosfodiestro-wymi w układzie cukier – fosforan – cukier. Deoksyryboza jednego nukleotydu w miejscu 3’ (przy węglu trzecim) łączy się przez fosforan z deoksyrybozą drugiego nukleotydu w miejscu 5’ (przy węglu piątym). W ten sposób przyłączają się następne nukleotydy i nić wydłuża się. W tworzeniu wiązań fosfodiestrowych uczestniczą wszystkie grupy hydroksylowe przy węglach 3’ i 5’ z wyjątkiem tych, które znajdują się na końcach łańcucha. Z tego powodu każda nić DNA jest polarna (na jednym końcu wolny fosforan – koniec 5’, na drugim wolna grupa hydroksylowa – koniec 3’).
- Kwasy nukleinowe występują we wszystkich komórkach organizmów jedno- i wielokomórkowych, w większości przypadków w połączeniach z białkami jako nukleoproteidy.
- W roztworach wodnych mają odczyn kwaśny.
- Pod względem chemicznym są polinukleotydami; cząsteczki kwasów nukleinowych mają budowę łańcuchową i składają się z wielu setek podobnych, lecz nieidentycznych, jednostek budulcowych, zwanych nukleotydami.
- W skład każdego nukleotydu wchodzi nukleozyd zbudowany z organicznej zasady i cząsteczki pentozy: rybozy lub deoksyrybozy.
- Nukleotyd jest związkiem trójskładnikowym; to połączenie cząsteczki kwasu fosforowego z pentozą (zawsze rybozą lub deoksyrybozą) oraz cząsteczką zasady azotowej (puryną lub pirymidyną).
- Cząsteczki cukru i grupy fosforanowe tworzą szkielet kwasu nukleinowego i stanowią niezmienny trzon cząsteczki; zasady azotowe stanowią ugrupowania boczne.
- Jeżeli składnikiem cukrowym jest ryboza, mamy do czynienia z kwasem rybonukleinowym – RNA, jeżeli deoksyryboza z kwasem deoksyrybonukleinowym – DNA.
Rys. Budowa nukleozydu
Rys. Budowa nukleotydu
- Wchodzące w skład kwasów nukleinowych zasady są związkami organicznymi o budowie heterocyklicznej, zawierającymi w pierścieniu atomy azotu. Zasady pirymidynowe to: cytozyna, tymina, uracyl. Puryny to: adenina, guanina. Puryny: adenina i guanina występują we wszystkich rodzajach kwasów nukleinowych, natomiast z pirymidyn tylko cytozyna występuje we wszystkich rodzajach kwasów nukleinowych. Tymina jest charakterystyczna wyłącznie dla DNA, uracyl wyłącznie dla RNA. W każdym DNA całkowita ilość puryn jest w przybliżeniu równa całkowitej ilości pirymidyn (A + G = T + C).
Rys. Sposób połączenia nukleotydów w łańcuchu polinukleotydowym:
C – cytozyna, G – guanina
Rys. Budowa zasad azotowych
DNA występuje głównie w jądrze komórkowym jako składnik strukturalny chromosomów, powiązany z białkami histonowymi oraz białkami niehistonowymi (tworzą się nukleosomy). Niewielki procent DNA jest obecny w mitochondriach i plastydach. DNA występujący w komórkach prokariontów oraz w mitochondriach i chloroplastach posiada formę kolistą (nie ma wolnych końców 3’ i 5’) i brak w nim histonów. Tylko w wyjątkowych przypadkach DNA występuje w formie jednoniciowej, np. u bakteriofaga Φ X174.
- DNA posiada cztery rodzaje zasad: dwie puryny: adeninę i guaninę oraz dwie pirymidyny: tyminę i cytozynę. W związku z tym wyróżniamy cztery rodzaje nukleotydów budujących DNA: nukleotyd adeninowy, cytozynowy, guaninowy oraz tyminowy.
- Cząsteczka DNA zbudowana jest z dwóch długich powiązanych bezpośrednio łańcuchów polinukleotydowych, układających się względem siebie w przeciwnych kierunkach (biegną równolegle, ale są przeciwnie zorientowane) i stanowiących komplementarne kopie, ponieważ zasada należąca do jednego łańcucha może łączyć się w parę tylko ze ściśle określoną zasadą z drugiego łańcucha (zawsze adenina z tyminą, a cytozyna z guaniną). Jest to zasada komplementarności zasad azotowych.
- Jeden koniec łańcucha DNA oznaczamy jako 5’, a drugi jako 3’. W łańcuchach polinukleotydowych nukleotydy połączone są wiązaniami fosfodiestro-wymi w układzie cukier – fosforan – cukier. Deoksyryboza jednego nukleotydu w miejscu 3’ (przy węglu trzecim) łączy się przez fosforan z deoksyrybozą drugiego nukleotydu w miejscu 5’ (przy węglu piątym). W ten sposób przyłączają się następne nukleotydy i nić wydłuża się. W tworzeniu wiązań fosfodiestrowych uczestniczą wszystkie grupy hydroksylowe przy węglach 3’ i 5’ z wyjątkiem tych, które znajdują się na końcach łańcucha. Z tego powodu każda nić DNA jest polarna (na jednym końcu wolny fosforan – koniec 5’, na drugim wolna grupa hydroksylowa – koniec 3’).
Każdy nukleotyd zbudowany jest z odpowiedniej zasady azotowej (A,T,G,C),połaczonym z pięciowęglowym cukrem –deoksyrybozą –oraz z resztą kwasu fosforowego (P) .W większości wypadków DNA złożony jest z 2 nici leżacych naprzeciwko siebie ,przy czym każda nić to długi łańcuch nukleotydów (DNA jest więc dwuniciowym polinukleotydem ).Nici są ze sobą połączone wiązaniami wodorowymi