Acidi nucleici: storia della ricerca, descrizione

In un organismo vivente ci sono tre macromolecole principali: proteine ​​e acidi nucleici di due tipi. Grazie a loro, viene mantenuta l'attività vitale e il corretto funzionamento dell'intero organismo. Cos'è l'acido nucleico? A cosa servono? A proposito di questo - più avanti nell'articolo.

Informazioni generali

L'acido nucleico è un biopolimero, composto organico con alta molecolarità, che è formata da residui di nucleotidi. Il trasferimento da una generazione all'altra di tutte le informazioni genetiche è il compito principale che svolgono gli acidi nucleici. La presentazione, che viene presentata di seguito, rivelerà questo concetto in modo più dettagliato.

Storia della ricerca

Il primo nucleotide studiato fu isolato dai muscoli di un toro nel 1847 e chiamato "acido inosinico". Come risultato dello studio della struttura chimica, è stato rivelato che è un riboside 5'-fosfato e conserva il legame N-glicosidico in esso. Nel 1868 fu scoperta una sostanza chiamata "nucleina". Fu aperto dal chimico svizzero Friedrich Miescher durante la ricerca di alcune sostanze biologiche. La composizione di questa sostanza era fosforo. Il composto ha proprietà acide e non è decomposto sotto l'influenza di enzimi proteolitici. La sostanza ha ottenuto la formula C29H49N9O22P3. L'ipotesi sulla partecipazione di nucleina nel processo di trasferimento delle informazioni ereditarie è stata avanzata come risultato della scoperta della somiglianza della sua composizione chimica con la cromatina. Questo elemento è il componente principale dei cromosomi. Il termine "acido nucleico" fu introdotto per la prima volta nel 1889 da Richard Altmann. Era l'autore del metodo per ottenere queste sostanze senza impurità proteiche. Durante lo studio dell'idrolisi alcalina degli acidi nucleici, Levin e Jacob hanno rivelato i componenti principali dei prodotti di questo processo. Erano nucleotidi e nucleosidi. Nel 1921, Levin suggerì che il DNA ha una struttura tetranucleotidica. Tuttavia, questa ipotesi non è stata confermata e si è dimostrata errata. Di conseguenza, c'è una nuova opportunità di studiare la struttura dei composti. Nel 1940, Alexander Todd, insieme al suo gruppo scientifico, iniziò uno studio su larga scala delle proprietà chimiche, della struttura dei nucleotidi e dei nucleosidi, con il risultato che nel 1957 gli fu conferito il premio Nobel. E il biochimico americano Erwin Chargaff ha determinato che gli acidi nucleici contengono diversi tipi di nucleotidi in un determinato modello. In futuro, questo fenomeno è stato chiamato la "Regola di Chargaff".

classificazione

Gli acidi nucleici sono di due tipi: DNA e RNA. La loro presenza è rilevata nelle cellule di tutti gli organismi viventi. Il DNA si trova principalmente nel nucleo della cellula. L'RNA è nel citoplasma. Nel 1935, nel corso della frammentazione del DNA morbido, furono ottenuti 4 nucleotidi formanti il ​​DNA. Questi componenti sono rappresentati nello stato di cristalli. Nel 1953, Watston e Creek determinarono che il DNA ha una doppia elica.

Metodi di selezione

Sviluppato vari modi per ottenere composti da fonti naturali. Le principali condizioni di questi metodi sono l'effettiva separazione degli acidi nucleici e delle proteine, la minore frammentazione delle sostanze ottenute durante il processo. Oggi il metodo classico è ampiamente usato. L'essenza di questo metodo risiede nella distruzione delle pareti di materiale biologico e nella loro ulteriore lavorazione con un detergente anionico. Il risultato è un precipitato di proteine ​​e gli acidi nucleici rimangono in soluzione. Un altro metodo è usato. In questo caso, gli acidi nucleici possono essere depositati in uno stato gel utilizzando etanolo e soluzione salina. Ci dovrebbe essere un po 'di cautela. In particolare, l'etanolo deve essere aggiunto con molta attenzione a una soluzione salina per ottenere un precipitato di gel. A quale concentrazione è stato rilasciato l'acido nucleico, quali impurità sono presenti in esso, può essere determinato mediante metodo spettrofotometrico. Gli acidi nucleici sono facilmente degradati dalla nucleasi, che è una classe speciale di enzimi. Con questa selezione, è necessario che le apparecchiature di laboratorio siano sottoposte a trattamento obbligatorio con inibitori. Questi includono, per esempio, un inibitore DEPC che viene utilizzato nell'isolamento dell'RNA.

Proprietà fisiche

Gli acidi nucleici hanno una buona solubilità in acqua e in composti organici quasi non si dissolvono. Inoltre, sono particolarmente sensibili alla temperatura e ai livelli di pH. Le molecole di acido nucleico ad alto peso molecolare possono essere frammentate mediante nucleasi sotto l'influenza di forze meccaniche. Questi includono mescolare la soluzione, mescolandola.

Acidi nucleici Struttura e funzione

Forme polimeriche e monomeriche dei composti in esame si trovano nelle cellule. Le forme polimeriche sono chiamate polinucleotidi. In questa forma, le catene di nucleotidi legano il resto acido fosforico. A causa del contenuto di due tipi di molecole eterocicliche, chiamate ribosio e deossoribosio, gli acidi, rispettivamente, sono ribonucleici e desossiribonucleici. Con il loro aiuto, hanno luogo la conservazione, la trasmissione e l'implementazione delle informazioni ereditarie. Tra le forme monomeriche degli acidi nucleici, l'acido adenosintrifosfato più popolare. È coinvolta nella trasmissione del segnale e nella conservazione dell'energia nella cella.

DNA

L'acido desossiribonucleico è una macromolecola. Con il suo aiuto, il processo di trasferimento e implementazione di informazioni genetiche. Questa informazione è necessaria per il programma di sviluppo e funzionamento di un organismo vivente. Negli animali, nelle piante e nei funghi, il DNA fa parte dei cromosomi situati nel nucleo della cellula, così come nei mitocondri e nei plastidi. In batteri e archaea, la molecola di acido desossiribonucleico si aggrappa a membrana cellulare dall'interno In tali organismi ci sono principalmente anulari Molecole di DNA Sono chiamati "plasmidi". Secondo la struttura chimica, l'acido desossiribonucleico è una molecola polimerica costituita da nucleotidi. Questi componenti, a loro volta, sono composti da una base azotata, zucchero e gruppo fosfato. È attraverso gli ultimi due elementi che si forma il collegamento tra i nucleotidi, creando catene. In generale, la macromolecola del DNA è rappresentata come un'elica a due catene.

RNA

L'acido ribonucleico è una lunga catena costituita da nucleotidi. Contengono una base di azoto, zucchero di ribosio e un gruppo fosfato. Le informazioni genetiche sono codificate usando una sequenza nucleotidica. L'RNA è usato per programmare la sintesi proteica. L'acido ribonucleico viene creato durante la trascrizione. Questo è il processo di sintesi dell'RNA sul modello del DNA. Si verifica con la partecipazione di enzimi speciali. Si chiamano RNA polimerasi. Successivamente, gli acidi a base di ribonucleico partecipano al processo di traduzione. Così è l'implementazione della sintesi proteica sulla matrice RNA. I ribosomi partecipano attivamente a questo processo. I rimanenti RNA subiscono trasformazioni chimiche alla fine della trascrizione. Come risultato di questi cambiamenti, si formano strutture di acido ribonucleico secondario e terziario. Funzionano a seconda del tipo di RNA.