በፕላኔታችን ላይ ያለው ሕይወት ሁሉ በኒውክሊየስ ውስጥ ባለው የዘረመል መረጃ ምክንያት የድርጅታቸውን ሥርዓት የሚጠብቁ ብዙ ሴሎችን ያቀፈ ነው። የተከማቸ, የተተገበረ እና ውስብስብ ከፍተኛ-ሞለኪውላዊ ውህዶች - ኑክሊክ አሲዶች, monomer ክፍሎች ያካተተ - ኑክሊዮታይድ. የኒውክሊክ አሲዶች ሚና ሊገመት አይችልም. የአወቃቀራቸው መረጋጋት መደበኛ የሰውነት ወሳኝ እንቅስቃሴን የሚወስን ሲሆን በአወቃቀሩ ውስጥ ያሉ ማንኛቸውም ልዩነቶች በሴሉላር አደረጃጀት ላይ ለውጥ ማምጣት፣ የፊዚዮሎጂ ሂደቶች እንቅስቃሴ እና በአጠቃላይ የሴሎች አዋጭነት መፈጠሩ የማይቀር ነው።
የኑክሊዮታይድ ጽንሰ-ሀሳብ እና ባህሪያቱ
እያንዳንዱ የዲኤንኤ ወይም አር ኤን ኤ ሞለኪውል ከትናንሽ ሞኖሜሪክ ውህዶች - ኑክሊዮታይድ ይሰበሰባል። በሌላ አነጋገር ኑክሊዮታይድ ለአንድ ሕዋስ በህይወቱ ሂደት አስፈላጊ ለሆኑት ኑክሊክ አሲዶች፣ኮኤንዛይሞች እና ሌሎች በርካታ ባዮሎጂካል ውህዶች የሚገነባ ቁሳቁስ ነው።
የእነዚህ የማይተኩ ዋና ንብረቶችንጥረ ነገሮች ሊታወቁ ይችላሉ፡
• ስለ ፕሮቲን አወቃቀሮች እና ስለዘር የሚተላለፉ ባህሪያት መረጃ ማከማቸት፣
• እድገትን እና መራባትን መቆጣጠር፣
• በሜታቦሊዝም ውስጥ መሳተፍ እና በሴል ውስጥ የሚከሰቱ ሌሎች በርካታ የፊዚዮሎጂ ሂደቶች።
የኑክሊዮታይድ ቅንብር
ስለ ኑክሊዮታይዶች ሲናገሩ አንድ ሰው እንደ አወቃቀራቸው እና አወቃቀራቸው ባሉ ጠቃሚ ጉዳዮች ላይ ከማተኮር በቀር።
እያንዳንዱ ኑክሊዮታይድ የሚከተሉትን ያካትታል፡
• የስኳር ቅሪት፣
• ናይትሮጅን መሠረት፣
• የፎስፌት ቡድን ወይም የፎስፈረስ ቅሪት።
ኑክሊዮታይድ የተወሳሰበ ኦርጋኒክ ውህድ ነው ማለት ይቻላል። እንደ ናይትሮጅን ቤዝ ዝርያ እና በኑክሊዮታይድ መዋቅር ውስጥ ባለው የፔንቶዝ አይነት ላይ በመመስረት ኑክሊክ አሲዶች በሚከተሉት ይከፈላሉ፡
• ዲኦክሲሪቦኑክሊክ አሲድ፣ ወይም ዲኤንኤ፤
• ሪቦኑክሊክ አሲድ፣ ወይም አር ኤን ኤ።
የኑክሊክ አሲዶች ቅንብር
በኑክሊክ አሲዶች ውስጥ ስኳር በፔንቶዝ ይወከላል። ይህ ባለ አምስት-ካርቦን ስኳር ነው, በዲ ኤን ኤ ውስጥ ዲኦክሲራይቦዝ ይባላል, አር ኤን ኤ ውስጥ ራይቦስ ይባላል. እያንዳንዱ የፔንቶዝ ሞለኪውል አምስት የካርቦን አተሞች ያሉት ሲሆን አራቱ ከኦክስጅን አቶም ጋር ባለ አምስት ቀለበት ቀለበት ይፈጥራሉ አምስተኛው የ HO-CH2 ቡድን ነው።
የእያንዳንዱ የካርቦን አቶም በፔንቶዝ ሞለኪውል ውስጥ ያለው ቦታ በአረብኛ ቁጥር ፕራይም (1C′፣ 2C′፣ 3C′፣ 4C′፣ 5C′) ይጠቁማል። ከኒውክሊክ አሲድ ሞለኪውል በዘር የሚተላለፍ መረጃን የማንበብ ሂደቶች ሁሉ ጥብቅ አቅጣጫ ስላላቸው የካርቦን አተሞች ቁጥር እና ቀለበቱ ውስጥ ያለው አደረጃጀት የትክክለኛውን አቅጣጫ አመላካች አይነት ሆኖ ያገለግላል።
በሃይድሮክሳይል ቡድን መሰረትየፎስፈሪክ አሲድ ቅሪት ከሶስተኛው እና አምስተኛው የካርቦን አቶሞች (3C እና 5С′) ጋር ተያይዟል። የዲኤንኤ እና አር ኤን ኤ ኬሚካላዊ ትስስር ከአሲድ ቡድን ጋር ይወስናል።
የናይትሮጅን መሠረት በስኳር ሞለኪውል ውስጥ ካለው የመጀመሪያው የካርቦን አቶም (1С) ጋር ተያይዟል።
የናይትሮጅን መሠረተ ልማት ዓይነቶች
ዲ ኤን ኤ ኑክሊዮታይዶች በናይትሮጅን መሠረት በአራት ዓይነቶች ይወከላሉ፡
• አድኒን (A);
• ጉዋኒን (ጂ)፤
• ሳይቶሲን (ሲ)፤
• ታይሚን (ቲ)።
የመጀመሪያዎቹ ሁለቱ ፕዩሪን ሲሆኑ የመጨረሻዎቹ ሁለቱ ፒሪሚዲኖች ናቸው። በሞለኪውላዊ ክብደት፣ ፕዩሪን ሁልጊዜ ከፒሪሚዲኖች የበለጠ ክብደት አላቸው።
አር ኤን ኤ ኑክሊዮታይዶች በናይትሮጅን መሠረት የሚወከሉት፡
• አድኒን (A);
• ጉዋኒን (ጂ)፤
• ሳይቶሲን (ሲ)፤
• uracil (U)።
ኡራሲል፣ ልክ እንደ ቲሚን፣ የፒሪሚዲን መሰረት ነው።
በሳይንሳዊ ሥነ-ጽሑፍ ውስጥ አንድ ሰው ብዙ ጊዜ የናይትሮጅን መሠረቶች ሌላ ስያሜ ማግኘት ይችላል - በላቲን ፊደላት (A, T, C, G, U)።
በፕዩሪን እና ፒሪሚዲኖች ኬሚካላዊ መዋቅር ላይ በዝርዝር እንቀመጥ።
Pyrimidines ማለትም ሳይቶሲን፣ቲሚን እና uracil በሁለት ናይትሮጅን አተሞች እና በአራት የካርቦን አተሞች ይወከላሉ፣ባለ ስድስት አባላት ያሉት ቀለበት። እያንዳንዱ አቶም ከ1 እስከ 6 የራሱ የሆነ ቁጥር አለው።
Purines (አዲኒን እና ጉዋኒን) ፒሪሚዲን እና ኢሚዳዞል ወይም ሁለት ሄትሮሳይክሎች ያቀፈ ነው። የፕዩሪን ቤዝ ሞለኪውል በአራት የናይትሮጅን አተሞች እና አምስት የካርቦን አቶሞች ይወከላል። እያንዳንዱ አቶም ከ1 እስከ 9 ተቆጥሯል።
በናይትሮጅን ግንኙነት ምክንያትመሠረት እና የፔንቶስ ቅሪት ኑክሊዮሳይድ ይመሰርታሉ። ኑክሊዮታይድ የኑክሊዮሳይድ እና የፎስፌት ቡድን ጥምረት ነው።
የፎስፎዲስተር ቦንድ ምስረታ
ኑክሊዮታይድ በፖሊፔፕታይድ ሰንሰለት ውስጥ እንዴት እንደሚገናኙ እና የኑክሊክ አሲድ ሞለኪውል እንዴት እንደሚፈጠሩ የሚለውን ጥያቄ መረዳት አስፈላጊ ነው። ይህ የሚሆነው ፎስፎዲስተር ቦንድ በሚባሉት ምክንያት ነው።
የሁለት ኑክሊዮታይድ መስተጋብር ዲኑክሊዮታይድ ይሰጣል። አዲስ ውህድ መፈጠር የሚከሰተው በኮንደንሴሽን ነው፡ የፎስፎዲስተር ቦንድ በአንድ ሞኖሜር ፎስፌት ቅሪት እና በሌላኛው የፔንታተስ ሀይድሮክሲ ቡድን መካከል ሲፈጠር።
የፖሊኑክሊዮታይድ ውህደት የዚህ ምላሽ ተደጋጋሚ ድግግሞሽ ነው (በርካታ ሚሊዮን ጊዜ)። የፖሊኑክሊዮታይድ ሰንሰለት የተገነባው በሦስተኛው እና አምስተኛው የካርበን ስኳር (3С እና 5С′) መካከል ባሉ የፎስፎዲስተር ቦንዶች መፈጠር ነው።
Polynucleotide መገጣጠሚያ በዲ ኤን ኤ ፖሊሜሬሴይ ኢንዛይም ተሳትፎ የሚፈጠር ውስብስብ ሂደት ሲሆን ይህም የሰንሰለቱን እድገት ከአንድ ጫፍ (3′) ነፃ በሆነ የሃይድሮክሳይድ ቡድን ያረጋግጣል።
የዲኤንኤ ሞለኪውል መዋቅር
የዲኤንኤ ሞለኪውል ልክ እንደ ፕሮቲን አንደኛ ደረጃ፣ ሁለተኛ ደረጃ እና ከፍተኛ መዋቅር ሊኖረው ይችላል።
በዲ ኤን ኤ ሰንሰለት ውስጥ ያሉት የኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል ዋና አወቃቀሩን ይወስናል። የሁለተኛው መዋቅር በሃይድሮጂን ቦንዶች የተገነባ ሲሆን እነዚህም በማሟያነት መርህ ላይ የተመሰረተ ነው. በሌላ አገላለጽ ፣ የዲ ኤን ኤ ድርብ ሄሊክስ በሚዋሃድበት ጊዜ አንድ የተወሰነ ንድፍ ይሠራል-የአንዱ ሰንሰለት አድኒን ከሌላው ታይሚን ፣ ከጉዋኒን ወደ ሳይቶሲን እና በተቃራኒው። የአድኒን እና የቲሚን ወይም የጉዋኒን እና የሳይቶሲን ጥንዶችየተፈጠሩት በመጀመሪያዎቹ ሁለት እና በመጨረሻው ጉዳይ ላይ በሦስቱ የሃይድሮጂን ትስስር ምክንያት ነው. እንዲህ ያለው የኑክሊዮታይድ ግንኙነት በሰንሰለቶቹ መካከል ጠንካራ ትስስር እና በመካከላቸው ያለው እኩል ርቀት እንዲኖር ያደርጋል።
የአንድ ዲኤንኤ ፈትል ኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል በማወቅ ሁለተኛውን በማሟያ ወይም በመደመር መርህ ማጠናቀቅ ይችላሉ።
ሦስተኛ ደረጃ የዲ ኤን ኤ መዋቅር በተወሳሰቡ ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ቦንዶች የተገነባ ሲሆን ይህም ሞለኪውሉን ይበልጥ የታመቀ እና በትንሽ ሴል መጠን ውስጥ እንዲገባ ያደርገዋል። ስለዚህ ለምሳሌ የኢ.ኮሊ ዲ ኤን ኤ ርዝማኔ ከ 1 ሚሊ ሜትር በላይ ሲሆን የሴሉ ርዝመት ከ 5 ማይክሮን ያነሰ ነው.
በዲ ኤን ኤ ውስጥ ያሉ የኑክሊዮታይዶች ብዛት፣ ማለትም መጠናቸው ሬሾ፣ የቼርጋፍ ህግን ያከብራል (የፕዩሪን ቤዝ ቁጥር ሁል ጊዜ ከፒሪሚዲን መሰረቶች ቁጥር ጋር እኩል ነው።) በኑክሊዮታይዶች መካከል ያለው ርቀት ልክ እንደ ሞለኪውላዊ ክብደታቸው 0.34 nm ጋር እኩል የሆነ ቋሚ እሴት ነው።
የአር ኤን ኤ ሞለኪውል መዋቅር
አር ኤን ኤ በፔንቶዝ (በዚህ ሁኔታ፣ ራይቦዝ) እና በፎስፌት ቅሪት መካከል በተፈጠረው ኮቫለንት ቦንድ በተፈጠረው ነጠላ ፖሊኑክሊዮታይድ ሰንሰለት ይወከላል። ርዝመቱ ከዲኤንኤ በጣም ያነሰ ነው. በተጨማሪም በኑክሊዮታይድ ውስጥ የናይትሮጅን መሠረቶች ዝርያዎች ስብጥር ውስጥ ልዩነቶች አሉ. በአር ኤን ኤ ውስጥ, ከቲሚን ፒሪሚዲን መሠረት ይልቅ ኡራሲል ጥቅም ላይ ይውላል. በሰውነት ውስጥ በሚከናወኑ ተግባራት ላይ በመመስረት አር ኤን ኤ ከሶስት ዓይነት ሊሆን ይችላል።
• Ribosomal (rRNA) - ብዙውን ጊዜ ከ3000 እስከ 5000 ኑክሊዮታይድ ይይዛል። እንደ አስፈላጊ መዋቅራዊ አካል ፣ በሴል ውስጥ ካሉት በጣም አስፈላጊ ሂደቶች ውስጥ አንዱ የሆነው የሪቦዞምስ ንቁ ማእከል ምስረታ ውስጥ ይሳተፋል።- ፕሮቲን ባዮሲንተሲስ።
• ትራንስፖርት (tRNA) - በአማካይ 75 - 95 ኑክሊዮታይዶችን ያቀፈ ሲሆን የተፈለገውን አሚኖ አሲድ በሪቦዞም ውስጥ ፖሊፔፕታይድ ውህደት ወደ ሚገኝበት ቦታ ያስተላልፋል። እያንዳንዱ አይነት tRNA (ቢያንስ 40) የራሱ የሆነ ልዩ ተከታታይ ሞኖመሮች ወይም ኑክሊዮታይዶች አሉት።
• ኢንፎርሜሽን (ኤምአርኤን) - በኑክሊዮታይድ ቅንብር በጣም የተለያየ። የዘረመል መረጃን ከዲኤንኤ ወደ ራይቦዞም ያስተላልፋል፣ ለፕሮቲን ሞለኪውል ውህደት እንደ ማትሪክስ ይሰራል።
የኑክሊዮታይድ ሚና በሰውነት ውስጥ
በሴል ውስጥ ያሉ ኑክሊዮታይዶች በርካታ ጠቃሚ ተግባራትን ያከናውናሉ፡
• ለኑክሊክ አሲዶች (ኒውክሊዮታይድ ኦቭ ፒዩሪን እና ፒሪሚዲን ተከታታይ) እንደ ግንባታዎች ያገለግላሉ፤
• በሴል ውስጥ ባሉ ብዙ የሜታቦሊክ ሂደቶች ውስጥ ይሳተፋሉ፤
• የ ATP አካል ናቸው። - በሴሎች ውስጥ ዋናው የሃይል ምንጭ፡
• በሴሎች (NAD+፣ NADP+፣ FAD፣ FMN) ውስጥ ያሉ አቻዎችን የመቀነስ ተሸካሚ ሆኖ ይሰራል።
• የባዮሬጉላተሮችን ተግባር ያከናውናል፤
• እንደ ሁለተኛ መልእክተኛ ከሴሉላር መደበኛ ውህደት (ለምሳሌ CAMP ወይም cGMP) ሊቆጠር ይችላል።
Nucleotide ሞኖሜሪክ አሃድ ሲሆን ይበልጥ ውስብስብ የሆኑ ውህዶችን ይፈጥራል - ኑክሊክ አሲዶች ያለዚህ የዘረመል መረጃ ማስተላለፍ ፣ማከማቸት እና መባዛት የማይቻል ነው። ነፃ ኑክሊዮታይዶች የሴሎችን እና የሰውነትን መደበኛ ተግባር የሚደግፉ በምልክት እና በሃይል ሂደቶች ውስጥ የሚካተቱ ዋና ዋና ክፍሎች ናቸው።
