Περιεχόμενο
Η ζωή στη Γη υπάρχει μόνο χάρη σε μια κατηγορία οργανικών ενώσεων που ονομάζονται νουκλεϊνικά οξέα. Αυτή η ταξινόμηση των ενώσεων αποτελείται από πολυμερή κατασκευασμένα από νουκλεοτίδια. Μεταξύ των πιο γνωστών νουκλεϊκών οξέων περιλαμβάνονται το DNA (δεοξυριβονουκλεϊνικό οξύ) και το RNA (ριβονουκλεϊνικό οξύ). Το DNA παρέχει το μπλε της ζωής στα ζωντανά κύτταρα, ενώ το RNA επιτρέπει τη μετάφραση του γενετικού κώδικα σε πρωτεΐνες, οι οποίες αποτελούν τα κυτταρικά συστατικά της ζωής. Κάθε νουκλεοτίδιο σε ένα νουκλεϊνικό οξύ αποτελείται από ένα μόριο σακχάρου (ριβόζη σε RNA και δεοξυριβόζη σε ϋΝΑ) σε μια αζωτούχο βάση και μια φωσφορική ομάδα. Οι φωσφορικές ομάδες επιτρέπουν στα νουκλεοτίδια να συνδεθούν μεταξύ τους, δημιουργώντας τη ραχοκοκαλιά σακχάρου-φωσφορικού του νουκλεϊκού οξέος ενώ οι αζωτούχες βάσεις παρέχουν τα γράμματα του γενετικού αλφαβήτου. Αυτά τα συστατικά των νουκλεϊνικών οξέων κατασκευάζονται από πέντε στοιχεία: άνθρακα, υδρογόνο, οξυγόνο, άζωτο και φωσφόρο.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Με πολλούς τρόπους, η ζωή στη Γη απαιτεί ενώσεις που ονομάζονται νουκλεϊκά οξέα, πολύπλοκες διατάξεις άνθρακα, υδρογόνου, οξυγόνου, αζώτου και φωσφόρου που δρουν ως μπλε και μπλε αναγνώστες μιας γενετικής των οργανισμών.
Μόρια άνθρακα
Ως οργανικό μόριο, ο άνθρακας λειτουργεί ως βασικό στοιχείο των νουκλεϊνικών οξέων. Τα άτομα άνθρακα εμφανίζονται στο σάκχαρο της ραχοκοκαλιάς του νουκλεϊνικού οξέος και στις αζωτούχες βάσεις.
Μοριακά οξυγόνο
Τα άτομα οξυγόνου εμφανίζονται στις αζωτούχες βάσεις, τη ζάχαρη και τα φωσφορικά άλατα των νουκλεοτιδίων. Μια σημαντική διαφορά μεταξύ του DNA και του RNA έγκειται στη δομή των αντίστοιχων σακχάρων. Ενώνονται στη δομή δακτυλίου άνθρακα-οξυγόνου της ριβόζης τέσσερις ομάδες υδροξυλίου (ΟΗ). Στην δεοξυριβόζη, ένα υδρογόνο αντικαθιστά μία ομάδα υδροξυλίου. Αυτή η διαφορά σε ένα άτομο οξυγόνου οδηγεί στον όρο "δεόξυ" στην δεοξυριβόζη.
Μοριακά υδρογόνο
Τα άτομα υδρογόνου συνδέονται με άτομα άνθρακα και οξυγόνου εντός της ζάχαρης και των αζωτούχων βάσεων των νουκλεϊνικών οξέων. Οι πολικοί δεσμοί που δημιουργούνται από τους δεσμούς υδρογόνου-αζώτου στις αζωτούχες βάσεις επιτρέπουν σχηματισμό δεσμών υδρογόνου μεταξύ των κλώνων νουκλεϊνικών οξέων, ο οποίος έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία δίκλωνου ϋΝΑ, όπου δύο κλώνοι ϋΝΑ συγκρατούνται από τους δεσμούς υδρογόνου της βάσης ζεύγη. Στο DNA αυτά τα ζεύγη βάσεων ευθυγραμμίζονται με αδενίνη με θυμίνη και γουανίνη με κυτοσίνη. Αυτό το ζεύγος βάσεων παίζει σημαντικό ρόλο τόσο στην αντιγραφή όσο και στη μετάφραση του DNA.
Μόρια αζώτου
Οι βάσεις των νουκλεϊνικών οξέων που περιέχουν άζωτο εμφανίζονται ως πυριμιδίνες και πουρίνες. Οι πυριμιδίνες, δομές ενός δακτυλίου με άζωτο που βρίσκονται στην πρώτη και τρίτη θέση του δακτυλίου, περιλαμβάνουν κυτοσίνη και θυμίνη, στην περίπτωση του DNA. Η ουρακίλη υποκαθιστά την θυμίνη στο RNA. Τα πουρίνες έχουν μια δομή διπλού δακτυλίου, στην οποία ένας δακτύλιος πυριμιδίνης συνδέεται με ένα δεύτερο δακτύλιο στο τέταρτο και πέμπτο άτομο άνθρακα σε ένα δακτύλιο γνωστό ως δακτύλιο ιμιδαζολίου. Αυτός ο δεύτερος δακτύλιος περιέχει επιπλέον άτομα αζώτου στην έβδομη και την ένατη θέση. Η αδενίνη και η γουανίνη είναι οι βάσεις πουρίνης που βρίσκονται στο DNA. Η αδενίνη, η κυτοσίνη και η γουανίνη έχουν μια πρόσθετη αμινομάδα (που περιέχει άζωτο) προσαρτημένη στη δομή του δακτυλίου. Αυτές οι συνδεδεμένες αμινομάδες εμπλέκονται στους δεσμούς υδρογόνου που σχηματίζονται μεταξύ ζευγών βάσης διαφορετικών κλώνων νουκλεϊκών οξέων.
Φωσφορικά μόρια
Σε κάθε ζάχαρη είναι προσαρτημένη μια φωσφορική ομάδα που αποτελείται από φωσφόρο και οξυγόνο. Αυτό το φωσφορικό άλας επιτρέπει στα μόρια σακχάρου διαφορετικών νουκλεοτιδίων να συνδεθούν μαζί σε μία αλυσίδα πολυμερούς.