Estructura i propietats
Nucleic àcids són biomolècules que es troben en tots els éssers vius de la Terra. Es distingeix entre àcid ribonucleic (ARN, ARN, àcid ribonucleic) i àcid desoxiribonucleic (ADN, ADN, àcid desoxiribonucleic). Nucleic àcids són polímers compostos pels anomenats nucleòtids. Cada nucleòtid consta de les tres unitats següents:
- Sucre (hidrats de carboni, monosacàrid, pentosa): ribosa a l’ARN, 2`-desoxiribosa a l’ADN.
- Fosfat inorgànic (àcid fosfòric, Com ester).
- Nuclic orgànic bases: Bases de purina: adenina, guanina; bases pirimidines: citosina, timina (a l’ADN) i Uracil (a l’ARN).
Via enllaç fosfodièster, nucleic àcids de vegades formen cadenes lineals extremadament llargues. La columna vertebral es compon alternativament de les unitats de fosfat i sucre. El diferent bases s’uneixen als sucres. Les cadenes acaben a l’extrem 5 ′ (fosfat) i a l’extrem 3 ′ (grup hidroxil) i, per tant, tenen una direcció (5 ′ 3 ′ o viceversa). Els àcids nucleics són sintetitzats per polimerases com l’ADN polimerasa (ADN) o l’ARN polimerasa (ARN). El compost d’un sucre amb una base s’anomena nucleòsid en absència del fosfat. Es distingeix entre ribonucleòsids i desoxiribonucleòsids. Per exemple, la base s’anomena adenina, el nucleòsid adenosina i el desoxinucleòsid desoxiadenosina. Els nucleòtids o nucleòsids fosforilats tenen altres funcions en l'organisme, per exemple, com a portadors d'energia (adenosina trifosfat) o per a transducció de senyals (guanosina monofosfat cíclic, cGMP).
Àcid desoxiribonucleic (ADN).
L’àcid desoxiribonucleic (ADN) sol ser de doble cadena i té una doble estructura helicoïdal i antiparal·lela. Això significa que les dues cadenes corren en la direcció oposada. Les quatre bases següents es troben a l’ADN:
- Purines: adenina (A), guanina (G).
- Pirimidines: timina (T), citosina (C)
El bases de les dues cadenes formen els anomenats parells de bases via hidrogen lligams. Ja sigui entre adenina i timina (A = T) o entre guanina i citosina (G≡C).
Àcid ribonucleic (ARN)
L’àcid ribonucleic (ARN), a diferència de l’ADN, sol ser monocatenari i conté uracil (U) en lloc de timina. A més, el sucre és ribosa en lloc de la 2`-desoxiribosa de l’ADN. Aquests dos sucres només es diferencien en un grup hidroxi, que falta a la 2`-desoxiribosa (desoxi = sense oxigen). L’ARN pot assumir estructures molt diferents a l’espai. Existeixen diferents tipus amb diferents tasques:
- ARN missatger (ARNm): transcripció.
- ARN ribosòmic (ARNr): juntament amb proteïnes, un component de ribosomes.
- ARN de transferència (ARNt): síntesi de proteïnes.
In virus, L 'ARN pot assumir la funció de l' ADN com a portador d 'informació genètica, per exemple, al influença virus or hepatitis C virus. Es coneixen com a virus de l’ARN.
Codi genètic, transcripció i traducció.
Tres bases consecutives en cada ADN o mRNA (codó) codifiquen per a un aminoàcid, els components bàsics de proteïnes. Les seccions d’ADN es transcriuen primer a ARNm (ARN missatger) durant la transcripció. La formació de proteïnes de l’ARNm al ribosoma s’anomena traducció.
Funció i importància
Els àcids nucleics tenen una importància fonamental com a magatzems d'informació. L’ADN conté la informació necessària per a la formació, el desenvolupament i l’homeòstasi de tots els éssers vius. Aquesta és principalment la seqüència de aminoàcids en proteïnes. La seqüència de tRNA i rRNA també es "emmagatzema" a l'ADN. Les tasques dels àcids ribonucleics (ARN) són més àmplies. Igual que l’ADN, són portadors d’informació, però també tenen funcions estructurals i catalítiques i funcions de reconeixement. Els àcids nucleics revelen que els organismes vius de la terra estan relacionats entre ells i descendeixen d’un avantpassat comú que existia fa més de 3.5 milions d’anys. La genètica proporciona doncs respostes a preguntes fonamentals sobre la vida.
Àcids nucleics en productes farmacèutics (exemples).
Anàlegs de nucleòsids com aciclovir or penciclovir s’administren per al tractament d’infeccions víriques. Són derivats de nucleòsids que condueixen a la terminació de la cadena després de la fosforilació i la incorporació a l’ADN viral perquè el fragment de sucre és incomplet. Són falsos substrats que interfereixen en la replicació de l’ADN. Altres antivirals les drogues també exerceixen els seus efectes a nivell d’àcid nucleic. Citostàtics o els antimetabolits tenen una funció similar. S’utilitzen per càncer teràpia. Inhibeixen la divisió cel·lular i condueixen a la mort cel·lular del càncer cèl · lules. S’utilitzen diverses terapèutiques gèniques per modificar els segments d’ADN, per exemple amb el CRISPR-CAS9 mètode. Això es fa, per exemple, amb l'objectiu de corregir una mutació que causa una malaltia. En la teràpia gènica, els àcids nucleics també es poden introduir en cèl·lules que no estan integrades al genoma. Es troben fora, però també s’utilitzen per a la síntesi de proteïnes (per exemple, onasemnogen abeparvovec). Els petits ARN interferents (siRNA) són fragments d'ARN curts que condueixen a la degradació selectiva de l'ARNm complementari a l'organisme. D’aquesta manera, eviten específicament l’expressió gènica i la formació de proteïnes. A més, molts les drogues interactuen amb àcids nucleics i influeixen en l’expressió gènica. Exemples típics són els glucocorticoides, estrògens, andrògens i els retinoides. S’uneixen als receptors de l’interior de la cèl·lula, que posteriorment s’uneixen a l’ADN i influeixen en la síntesi de proteïnes. A més, els àcids nucleics tenen un paper molt important en el diagnòstic, el descobriment de fàrmacs i la producció de biològics (per exemple, insulines, anticossos), entre altres aplicacions.
