Erfahren Sie mehr über Nukleinsäuren und ihre Funktion

Nukleinsäuren sind Moleküle, die es Organismen ermöglichen, genetische Informationen von einer Generation zur nächsten zu übertragen. Diese Makromoleküle speichern die genetische Information, die Merkmale bestimmt und die Proteinsynthese ermöglicht.

Schlüsselfunktionen: Nukleinsäuren

• Nukleinsäuren sind Makromoleküle, die genetische Informationen speichern und die Proteinproduktion ermöglichen.
• Nukleinsäuren umfassen DNA und RNA. Diese Moleküle bestehen aus langen Strängen von Nukleotiden.
• Nukleotide bestehen aus einer stickstoffhaltigen Base, einem Zucker mit fünf Kohlenstoffatomen und einer Phosphatgruppe.
• DNA besteht aus einem Phosphat-Desoxyribose-Zucker-Grundgerüst und den stickstoffhaltigen Basen Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C) und Thymin (T)..
• RNA hat Ribosezucker und die stickstoffhaltigen Basen A, G, C und Uracil (U).

Zwei Beispiele für Nukleinsäuren umfassen Desoxyribonukleinsäure (besser bekannt als DNA) und Ribonukleinsäure (besser bekannt als RNA). Diese Moleküle bestehen aus langen Strängen von Nukleotiden, die durch kovalente Bindungen zusammengehalten werden. Nukleinsäuren befinden sich im Zellkern und im Zytoplasma unserer Zellen.

Nukleinsäuremonomere

Nukleotide bestehen aus einer stickstoffhaltigen Base, einem Zucker mit fünf Kohlenstoffatomen und einer Phosphatgruppe. OpenStax / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0

Nukleinsäuren bestehen aus Nukleotidmonomere miteinander verbunden. Nukleotide bestehen aus drei Teilen:

• Eine stickstoffhaltige Base
• Ein Zucker mit fünf Kohlenstoffen (Pentose)
• Eine Phosphatgruppe

Stickstoffbasen umfassen Purinmoleküle (Adenin und Guanin) und Pyrimidinmoleküle (Cytosin, Thymin und Uracil). In der DNA ist der Zucker mit fünf Kohlenstoffen Desoxyribose, während in der RNA Ribose der Pentosezucker ist. Nukleotide sind miteinander verbunden, um Polynukleotidketten zu bilden.

Sie sind durch kovalente Bindungen zwischen dem Phosphat des einen und dem Zucker des anderen miteinander verbunden. Diese Bindungen werden Phosphodiesterbindungen genannt. Phosphodiester-Bindungen bilden das Zucker-Phosphat-Rückgrat von DNA und RNA.

Ähnlich wie bei Protein- und Kohlenhydratmonomeren werden Nukleotide durch Dehydratisierungssynthese miteinander verknüpft. Bei der Nukleinsäuredehydratisierungssynthese werden stickstoffhaltige Basen miteinander verbunden und dabei geht ein Wassermolekül verloren.

Interessanterweise erfüllen einige Nukleotide wichtige Zellfunktionen als "einzelne" Moleküle. Das häufigste Beispiel ist Adenosintriphosphat oder ATP, das für viele Zellfunktionen Energie liefert.

DNA-Struktur

Die DNA besteht aus einem Phosphat-Desoxyribose-Zucker-Grundgerüst und den vier stickstoffhaltigen Basen Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C) und Thymin (T). OpenStax / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0

DNA ist das zelluläre Molekül, das Anweisungen für die Ausführung aller Zellfunktionen enthält. Wenn sich eine Zelle teilt, wird ihre DNA kopiert und von einer Zellgeneration zur nächsten weitergegeben.

DNA ist in Chromosomen organisiert und befindet sich im Zellkern unserer Zellen. Es enthält die "programmatischen Anweisungen" für zelluläre Aktivitäten. Wenn Organismen Nachkommen hervorbringen, werden diese Anweisungen über die DNA weitergegeben.

DNA existiert üblicherweise als doppelsträngiges Molekül mit einer verdrillten Doppelhelixform. DNA besteht aus einem Phosphat-Desoxyribose-Zucker-Grundgerüst und den vier stickstoffhaltigen Basen:

• Adenin (A)
• Guanin (G)
• Cytosin (C)
• Thymin (T)

In doppelsträngiger DNA paart sich Adenin mit Thymin (A-T) und Guanin mit Cytosin (G-C).

RNA-Struktur

RNA besteht aus einem Phosphat-Ribose-Zucker-Grundgerüst und den stickstoffhaltigen Basen Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil (U). Sponk / Wikimedia Commons

RNA ist essentiell für die Synthese von Proteinen. Informationen, die im genetischen Code enthalten sind, werden typischerweise von DNA zu RNA an die resultierenden Proteine ​​weitergegeben. Es gibt verschiedene Arten von RNA.

• Messenger-RNA (mRNA) ist das RNA-Transkript oder die RNA-Kopie der DNA-Nachricht, die während der DNA-Transkription erzeugt wird. Messenger-RNA istübersetzt, um Proteine ​​zu bilden.
• Transfer-RNA (tRNA) hat eine dreidimensionale Form und ist für die Translation von mRNA in der Proteinsynthese notwendig.
• Ribosomale RNA (rRNA) ist Bestandteil von Ribosomen und auch an der Proteinsynthese beteiligt.
• MicroRNAs (miRNAs) sind kleine RNAs, die helfen, die Genexpression zu regulieren.

RNA liegt am häufigsten als einzelsträngiges Molekül vor, das aus einem Phosphat-Ribose-Zucker-Grundgerüst und den stickstoffhaltigen Basen Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil (U) besteht. Wenn DNA während der DNA-Transkription in ein RNA-Transkript transkribiert wird, paaren sich Guanin mit Cytosin (G-C) und Adenin mit Uracil (A-U)..

DNA- und RNA-Zusammensetzung

Dieses Bild zeigt einen Vergleich eines einzelsträngigen RNA-Moleküls und eines doppelsträngigen DNA-Moleküls. Sponk / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0

Die Nukleinsäuren DNA und RNA unterscheiden sich in Zusammensetzung und Struktur. Die Unterschiede sind wie folgt aufgeführt:

DNA

• Stickstoffbasen: Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin
• Fünf-Kohlenstoff-Zucker: Desoxyribose
• Struktur: Doppelstrang

DNA wird üblicherweise in ihrer dreidimensionalen Doppelhelixform gefunden. Diese verdrehte Struktur ermöglicht es der DNA, sich für die DNA-Replikation und Proteinsynthese abzuwickeln.

RNA

• Stickstoffbasen: Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil
• Fünf-Kohlenstoff-Zucker: Ribose
• Struktur: Einzelsträngig

Während RNA nicht wie DNA eine Doppelhelixform annimmt, kann dieses Molekül komplexe dreidimensionale Formen bilden. Dies ist möglich, weil RNA-Basen komplementäre Paare mit anderen Basen auf demselben RNA-Strang bilden. Die Basenpaarung bewirkt, dass sich RNA faltet und verschiedene Formen bildet.

Weitere Makromoleküle

• Biologische Polymere: Makromoleküle, die durch Zusammenfügen kleiner organischer Moleküle entstehen.
• Kohlenhydrate: schließen Saccharide oder Zucker und ihre Derivate ein.
• Proteine: Makromoleküle aus Aminosäuremonomeren.
• Lipide: organische Verbindungen, einschließlich Fette, Phospholipide, Steroide und Wachse.