Objevte 56 úžasných faktů o nukleových kyselinách

Organické makromolekuly hrají v našem těle významnou roli. Nukleové kyseliny jsou jednou ze třídtakových makromolekul, které hrají velmi významnou roli.

Jsou to právě ony, které jsou zodpovědné za různé biosyntetické činnosti, které probíhají na buněčné úrovni. Jsou to také ty, které jsou zodpovědné za přenos genetické informace z jedné generace na druhou.

V tomto zápisku o faktech o nukleových kyselinách se toho dozvíme mnoho. Bude to článek nabitý informacemi. Tak se připravte!

Fakta o nukleových kyselinách: 1-9 | Základní informace

Třídy makromolekul

1. V těle se vyskytují celkem čtyři třídy makromolekul. Jsou to:

Polysacharidy

Polysacharidy jsou polymerní (polymer je velká molekula, obvykle označovaná jako makromolekula, která se skládá z mnoha opakujících se podjednotek) sacharidy, které se skládají z řetězců monosacharidových jednotek.

Tuky

Jednou ze tří makroživin jsou tuky. Molekula tuku se skládá převážně z atomů vodíku a uhlíku a je hydrofobní.

Proteiny

Proteiny jsou velké makromolekuly, které obsahují jeden nebo více než jeden dlouhý řetězec aminokyselinových zbytků. Jsou zodpovědné za celou řadu funkcí v organismech.

Poznejte fakta o bílkovinách

Nukleové kyseliny

Jsou typem makromolekul zodpovědných za plnění celé řady funkcí včetně přenosu genetické informace z generace na generaci.

Poznejte fakta o DNA (typ nukleové kyseliny)

Nukleové kyseliny: Rozdělení složek

2. Nukleové kyseliny jsou velmi složité makromolekulární organické sloučeniny, které jsou nezbytné pro existenci života.

3. Nukleové kyseliny jsou vlastně polymery nukleotidů.

Polymer je velká molekula, která vzniká spojením malých molekul známých jako monomery. Termín „polymer“ je odvozen ze dvou řeckých slov „Poly“, což znamená „mnoho“, a „Mer“, což znamená „jednotka“.

4. Nukleotid zase obsahuje nukleosid a kyselinu fosforečnou.

5. Nukleotid je molekulární molekulou. Nukleosid se zase skládá z dusíkatých bází a pentózových cukrů.

6. Existují dva typy dusíkatých bází. Jsou to:

• Puriny: Existují dva typy purinů. Jsou to adenin a guanin.
• Pyrimidiny: Existují tři typy pyrimidinů. Jsou to thymin, cytosin a uracil.

7. Nyní jsou pentózové cukry také dvou typů. Jsou to:

• riboza: Tento konkrétní pentózový cukr je přítomen pouze v RNA.
• Deoxyribóza: Tento konkrétní pentózový cukr je přítomen pouze v DNA.

8. RNA neboli ribózová nukleová kyselina je přítomna pouze v cytoplazmatické matrici.

9. DNA neboli deoxyribózová nukleová kyselina je přítomna pouze v buněčném jádře (s výjimkou mitózy a meiózy).

Nukleové kyseliny Fakta: 10-14 | Historie

10. DNA byla poprvé objevena v roce 1869. Objevil ji švýcarský lékař Friedrich Miescher, který pracoval v laboratoři Felixe Hoppe-Seylera – německého fyziologického chemika.

11. Miescher použil kyselinu chlorovodíkovou k úpravě bílých krvinek získaných z hnisu nalezeného na obvazech z prusko-francouzské války.

12. Získal jádra ošetřením bílých krvinek pomocí HCl nebo kyseliny chlorovodíkové.

13. Poté jádra ošetřil pomocí HCl. Tentokrát získal sraženinu, která obsahovala uhlík, kyslík, vodík, dusík a vysoké množství nebo vysoké procento fosforu.

14. Sraženinu nazval „nuklein“, protože ji získal z jader.

Fakta o nukleových kyselinách: 15-19 | Historie

15. Pozdější výzkumy odhalily, že sraženina je kyselé povahy. Z tohoto důvodu byl název změněn z nukleinu na nukleovou kyselinu. Miescher ve skutečnosti nevěděl, že objevil DNA.

16. Miescherův objev se stal skutečností. Hoppe-Seylerovi se podařilo získat podobnou sraženinu z kvasinkové buňky. Tato sraženina je nyní známá jako RNA.

17. Byl to Emil Fischer, kdo v roce 1880 identifikoval pyrimidiny a puriny.

18. Albercht Kossel identifikoval dusíkaté báze, pentosový cukr a kyselinu fosforečnou nukleinu.

19. Název „nukleová kyselina“ navrhl Altmann v roce 1899. Použil tento termín k označení nukleinu, který obsahoval fosfor.

Fakta o nukleových kyselinách: 20-24 | Historie

20. Kossel získal v roce 1910 Nobelovu cenu za to, že prokázal přítomnost cytosinu a thyminu (dvou pyrimidinů) a adeninu a guaninu (dvou purinů) v nukleových kyselinách.

21. Kosselova práce spolu s výzkumy Jonese, Levina a Ascoliho během první čtvrtiny roku 1900 nakonec ukázala, že existují dva typy nukleových kyselin. Jsou to:

• kyselina deoxyribonukleová neboli DNA
• kyselina ribonukleová neboli RNA.

22. Rossenbeck a Feulgen vyvinuli v roce 1924 techniky barvení specifické pro DNA.

23. Feulgen nakonec pomocí těchto technik prokázal, že většina obsahu DNA v buňce se nachází uvnitř buněčného jádra. To prokázal v roce 1937.

24. A. R. Todd byl tím, kdo nakonec v 50. letech 20. století zjistil, že existuje mezidukleotidová vazba.

Fakta o nukleových kyselinách: 25-33 | Nukleosidy

25. Nukleosid se skládá z jednoho pentosového cukru jedné heterocyklické dusíkaté báze. Nukleosid se tedy skládá buď z ribózy a heterocyklické dusíkaté báze, nebo z deoxyribózy a heterocyklické dusíkaté báze

26. Glykosidická vazba je zodpovědná za spojení pentosového cukru s dusíkatou bází.

Aglykosidická vazba je kovalentní vazba, která spojuje molekulu sacharidu s jinou molekulou, která může, ale nemusí být sacharidem.

Kovalentní vazba je chemická vazba, která zahrnuje sdílení elektronových párů mezi atomy.

27. Glykosidická vazba je kovalentní vazba, která spojuje molekulu sacharidu s jinou molekulou, která může, ale nemusí být sacharidem. Názvy nukleosidů jsou odvozeny od názvů dusíkatých bází. Například v případě RNA se ribonukleosid, který obsahuje dusíkatou bázi adenin, nazývá „adenosin“.

28. Podobně ribonukleosidy, které obsahují guanin, uracil a cytosin, jsou pojmenovány jako guanosin, uridin a cytidin.

29. V případě DNA se deoxyribonukleosid, který obsahuje dusíkatou bázi adenin, nazývá deoxyadenosin.

30. Podobně deoxyribonukleosidy, které obsahují guanin, cytosin a tymin, jsou pojmenovány jako deoxyguanosin, deoxycytidin a deoxythymidin.

31. Thymin se v ribonukleosidech vyskytuje zřídka. Proto se deoxythymidin obvykle označuje jako thymidin.

32. Pyrimidinové a purinové báze se často zkracují pomocí jednotlivých písmen. Tyto zkratky se používají také pro ribonukleosidy. Zkratky jsou:

• A pro adenosin
• G pro guanosin
• U pro uridin
• C pro cytidin

33. Deoxyribonukleosidy mají také zkratky a jsou to:

• dA pro deoxyadenosin
• dG pro deoxyguanosin
• dC pro deoxycytidin
• dT pro deoxythymidin

Nukleové kyseliny Fakta: 34-35 | Nukleotidy

34. Nukleotidy obsahují nukleosidy a kyselinu fosforečnou (ve formě fosfátových skupin)

35. Název ribonukleotidu nebo deoxyribonukleotidu závisí na nukleosidu. Název také udává počet fosfátových skupin přítomných v nukleotidu.

PŘÍKLADY NÁZVŮ NUKLEOTIDŮ:
Nitrogenová báze: Adenin
Ribonukleosid: Adenosin
Ribonukleotid: To znamená, že v adenosinmonofosfátu je pouze jedna fosfátová skupina.

Nitrogenová báze: Adenin
Deoxyribonukleosid: Deoxyadenosin
Deoxyribonukleotid:

Fakta o nukleových kyselinách: Deoxyadenosinmonofosfát (dAMP) – to znamená, že v deoxyadenosinmonofosfátu je pouze jedna fosfátová skupina.

Fakta o nukleových kyselinách: 36-41 | DNA

36. DNA neboli deoxyribózová nukleová kyselina neboli deoxyribonukleová kyselina se skládá z pentózového cukru, adeninu, guaninu, cytosinu a thyminu a fosfátových skupin.

37. Fosfátová skupina (která je součástí nukleotidu) je připojena k pentosovému cukru pomocí fosfodiesterové vazby.

38. Erwin Chargaff zjistil některé zákonitosti ve složení nukleotidů nalezených ve vzorcích DNA, které získal z různých eukaryotických a prokaryotických buněk.

39. Chargaff také pozoroval, že v DNA jakékoli dané buňky jsou adenin a thymin přítomny v ekvimolárním množství. Všiml si také, že guanin a cytosin jsou rovněž přítomny v ekvimolárním množství.

40. V DNA všech živočišných druhů je poměr pyrimidinů a purinů 1:1. Jinými slovy, molární poměr DNA je A+G = C+T.

41. Watson a Crick navrhli dvoušroubovicovou strukturu DNA v roce 1953.

Fakta o nukleových kyselinách: 42-47 | DNA

42. Tito dva lidé, tedy Watson a Crick, tak mohli učinit díky následujícím skutečnostem:

• Známé struktury nukleotidů.
• Rentgenové difrakční obrazce, které byly získány z vláken DNA. Tyto obrazce získali Maurice Wilkins a Rosalind Franklinová.
• Chemická ekvivalence, kterou zaznamenal Chargaff.

43. Model DNA uvedený Watsonem a Crickem zohledňuje stejné množství pyrimidinů a purinů.

44. Toto zohlednění stejného množství pyrimidinů a purinů naznačilo, že DNA má dvě vlákna.

45. Obě vlákna jsou uspořádána antiparalelně a báze jednoho vlákna se párují specificky s bázemi druhého vlákna.

46. Vlákna jsou uspořádána antiparalelně. Adenin se páruje s thyminem, zatímco guamin se v DNA páruje s cytosinem.

47. Model, který uvedli Watson a Crick, je dnes znám jako B konformace DNA nebo jen B-DNA.

Fakta o nukleových kyselinách: 48-50 | RNA

48. Zatímco DNA je zcela genetická, různé typy RNA jsou vlastně negenetické.

49. RNA jsou jednovláknové, ale obvykle mají složitou sekundární strukturu.

50. Existují čtyři hlavní třídy RNA. Jsou to:

Ribosomální RNA neboli rRNA

rRNA jsou molekuly a jsou přítomny v ribosomu. Jsou nejpočetnější skupinou nebo třídou RNA. Tvoří asi 80 % celkové buněčné RNA.

Transferové RNA neboli tRNA

tRNA jsou zodpovědné za přenos aminokyselin do ribosomu, aby se při syntéze bílkovin začlenily do peptidových řetězců. Nejsou příliš dlouhé (pouze 73-95 nukleotidů). Tvoří téměř 15 % celkové buněčné RNA.

Messengerová RNA neboli mRNA

mRNA je zodpovědná za pomoc při kódování pořadí aminokyselin v bílkovinách. mRNA přenáší informace z DNA do translačního komplexu (místo, kde se syntetizují bílkoviny). Tvoří pouze 3 % celkové buněčné RNA. Ze všech tříd RNA jsou mRNA nejméně stabilní.

Malé RNA

Tyto molekuly jsou přítomny ve všech buňkách. Některé z malých molekul RNA mají katalytickou aktivitu nebo ke katalytické aktivitě přispívají ve spojení s bílkovinami. Jedná se o nekódující molekuly RNA.

Víte to? RNA se může stát dvouvláknovou! Jednovláknové nukleotidy se skládají zpět a stávají se dvouvláknovými. Existuje mnoho RNA virů, kteréjsou dvouřetězcové. Některé z příkladů čeledi RNA virůjsou Reoviridae, Chrysoviridae, Endornaviridae atd. Obvykle způsobujítěžké gastroenteritidy.

Fakta o nukleových kyselinách: Nukleové kyseliny: 51 | Rozdíly mezi DNA a RNA

DNA	RNA
1. Pentózový cukr v DNA se označuje jako deoxyribóza	1. Pentózový cukr v RNA je znám jako ribóza.
2. Přítomné dusíkaté báze jsou: (a) puriny – adenin a guamin. (b) pyrimidiny – cytosin a tymin.	2. Dusíkaté báze v RNA jsou: (a) puriny – adenin a guamin.	2. Přítomné dusíkaté báze jsou: (a) Puriny – adenin a guamin (b) Pyrimidin – cytosin a uracil
3. Molekuly mají čtyři nukleotidy: (a) deoxyadenosinmonofosfát. (b) deoxyguanosin monofosfát. (c) deoxycytidin monofosfát. (d) deoxythymidin monofosfát.	3. Molekuly mají čtyři nukleotidy: (a) adenosin monofosfát. (b) guanosin monofosfát. (c) cytidin monofosfát. (d) uridin monofosfát.
4. DNA je dvouvláknová s nukleotidy uspořádanými v párech.	4. RNA je jednovláknová
5. RNA je dvouvláknová. DNA je genetický materiál.	5. RNA je nositelkou genetické informace a hraje velmi důležitou roli v mechanismu syntézy bílkovin.
6. DNA se vyskytuje v chromozomech, chloroplastech, mitochondriích, nukleoplazmě atd.	6. RNA je nositelkou genetické informace. RNA se vyskytuje v cytoplazmě, jádře, nukleoplazmě atd.
7. DNA se může poškodit ultrafialovým zářením.	7. RNA je vůči ultrafialovému záření relativně odolná.
8. DNA má vazby C-H. RNA má vazby C-H a RNA má vazby C-H. Díky těmto vazbám je DNA poměrně stabilní.	8. Vazby O-H přítomné v ribose RNA způsobují, že je ve srovnání s DNA reaktivnější.
9. Vazby O-H přítomné v ribose RNA ji činí reaktivnější. Tělo ničí ty enzymy, které mohou napadat DNA. Struktura dvouvláknové šroubovice má velmi malé žlábky, které poskytují DNA ochranu, protože zde není dostatek prostoru pro enzymy, aby se mohly připojit a způsobit poškození.	9. V alkalických podmínkách není RNA stabilní. V molekulách se také nacházejí velké drážky, které činí RNA náchylnou k útokům enzymů.
10. RNA je v tomto případě náchylná k útokům enzymů. DNA je samoreplikující se.	10. RNA je syntetizována z DNA podle potřeby.

Nukleové kyseliny Fakta: Funkce DNA a RNA

Funkce DNA

52. DNA uchovává genetickou informaci

53. Je zodpovědná za replikaci genetického materiálu.

54. DNA pomáhá při evoluci života, protože dochází k mutacím DNA.

Funkce DNA

55. RNA má katalytickou povahu. RNA plní funkce několika enzymů, například ribozymu. RNA je mnohem reaktivnější než DNA.

56. Transkripce (proces kopírování DNA do RNA) a translace (proces využití RNA k výrobě proteinů) jsou dvě důležité funkce, které RNA vykonává.

Víte, že? RNA je považována za první existující samoreplikující se molekulu!