El metabolisme de l'àcid nucleic implica el muntatge i desmuntatge del àcids nucleics ADN i ARN. Tots dos molècules tenen la tasca d’emmagatzemar informació genètica. Les pertorbacions en la síntesi d’ADN poden lead a mutacions i, per tant, a canvis en la informació genètica.
Què és el metabolisme dels àcids nucleics?
El metabolisme de l'àcid nucleic implica el muntatge i desmuntatge del àcids nucleics ADN i ARN. El metabolisme de l'àcid nucleic proporciona la formació i degradació de àcid desoxiribonucleic (ADN) i àcid ribonucleic (ARN). En el procés, l’ADN emmagatzema tota la informació genètica a llarg termini al nucli cel·lular. L'ARN, al seu torn, és responsable de la síntesi de proteïnes i, per tant, transfereix la informació genètica al proteïnes. Tant l’ADN com l’ARN consisteixen en nucleics bases, un sucre molècula i a fosfat molècula. El sucre molècula està lligada a la fosfat residu per esterificació i s’uneix a dos residus de fosfat. Això forma una cadena de repetició fosfat-sucre enllaços, a cadascun dels quals una base nucleica s’uneix glucosidicament al sucre del costat. A més de àcid fosfòric i el sucre, cinc nucleics diferents bases estan disponibles per construir ADN i ARN. Els dos nitrogen bases l’adenina i la guanina pertanyen als derivats de la purina i als dos nitrogen basa la citosina i la timina als derivats de la pirimidina. En l’ARN, la timina s’intercanvia per uracil, que es caracteritza per un grup CH3 addicional. La unitat estructural nitrogen base, residu de sucre i residu de fosfat s’anomena nucleòtid. A l’ADN es forma una estructura de doble hèlix amb dos àcids nucleics molècules units per hidrogen enllaços per formar una doble cadena. L’ARN consisteix només en una cadena.
Funció i finalitat
El metabolisme de l'àcid nucleic té un paper important en l'emmagatzematge i transmissió del codi genètic. Inicialment, la informació genètica s’emmagatzema a l’ADN mitjançant la seqüència de bases nitrogenades. Aquí, la informació genètica d’un aminoàcid està codificada per tres nucleòtids consecutius. Els triplets de bases successius emmagatzemen així la informació sobre l'estructura d'una cadena de proteïna particular. El començament i el final de la cadena es defineixen mitjançant senyals que no codifiquen aminoàcids. Les possibles combinacions de bases nucleiques i el resultat aminoàcids són extremadament grans, de manera que, a excepció dels bessons idèntics, no hi ha organismes genèticament idèntics. Per tal de transferir la informació genètica a la proteïna molècules per sintetitzar-se, primer es formen molècules d'ARN. L'ARN actua com a transmissor de la informació genètica i estimula la síntesi de la informació genètica proteïnes. La diferència química entre l’ARN i l’ADN és que el sucre ribosa està lligat a la seva molècula en lloc de desoxiribosa. A més, la base de nitrogen timina s’intercanvia per uracil. L’altre residu de sucre també provoca una menor estabilitat i monocatenari de l’ARN. La doble cadena de l’ADN assegura la informació genètica contra els canvis. En aquest procés, dues molècules d’àcid nucleic s’uneixen entre si mitjançant hidrogen unió. Tot i això, això només és possible amb bases de nitrogen complementàries. Per tant, l’ADN només pot contenir els parells de bases adenina / timina i guanina / citosina, respectivament. Quan la cadena doble es divideix, la cadena complementària sempre es torna a formar. Si, per exemple, s’altera una base nucleica, és cert enzims responsables de reparar l’ADN reconeixen el defecte des de la base complementària. La base de nitrogen alterada se sol substituir correctament. D’aquesta manera, s’assegura el codi genètic. De vegades, però, es pot transmetre un defecte que provoca una mutació. A més de l’ADN i l’ARN, també hi ha importants mononucleòtids que tenen un paper important metabolisme energètic. Aquests inclouen, per exemple, ATP i ADP. ATP és adenosina trifosfat. Conté un residu d’adenina, ribosa i el residu de trifosfat. La molècula proporciona energia i es converteix en adenosina difosfat quan s’allibera energia, dividint un residu de fosfat.
Malalties i trastorns
Quan es produeixen trastorns durant el metabolisme dels àcids nucleics, es poden produir malalties. Per exemple, es poden produir errors en la construcció de l’ADN i s’utilitza una base nucleica incorrecta. Es produeix una mutació. Els canvis en les bases de nitrogen es poden produir a través de reaccions químiques com la desaminació. En aquest procés, els grups NH2 se substitueixen per grups O =. Normalment, la cadena complementària de l’ADN encara emmagatzema el codi, de manera que els mecanismes de reparació poden recaure sobre la base de nitrogen complementària quan es corregeix l’error. No obstant això, en el cas d’efectes físics i químics massius, poden sorgir tants defectes que de vegades es fa la correcció incorrecta. En la majoria dels casos, aquestes mutacions es produeixen en llocs menys rellevants del genoma, de manera que no es pot témer cap efecte. Tanmateix, si es produeix un defecte en una regió important, es pot produir lead a un greu canvi en el material genètic amb efectes massius sobre health. Les mutacions somàtiques solen ser el desencadenant de tumors malignes. Així, càncer les cèl·lules es formen cada dia. Com a regla general, però, aquests són immediatament destruïts pel sistema immune. No obstant això, si es formen moltes mutacions a causa de forts efectes químics o físics (per exemple, radiació) o a causa d'un mecanisme de reparació defectuós càncer es pot desenvolupar. El mateix s'aplica a un debilitat sistema immune. No obstant això, també es poden desenvolupar malalties completament diferents en el context del metabolisme dels àcids nucleics. Quan es descomponen les bases nucleiques, les bases de pirimidina donen lloc a beta-alanina, que és completament reciclable. Les bases purines donen lloc a àcid úric, que és difícil de dissoldre. Els humans hem d’excretar àcid úric a través de l’orina. Si el fitxer enzims per al reciclatge àcid úric per construir acumulacions de purina falten àcid úric concentració pot augmentar fins a tal punt que els cristalls d 'àcid úric precipitin al articulacions amb la formació de gota.
