Nucleïnezuren zijn moleculen waarmee organismen genetische informatie van de ene generatie op de andere kunnen overdragen. Deze macromoleculen slaan de genetische informatie op die eigenschappen bepaalt en eiwitsynthese mogelijk maakt.
Twee voorbeelden van nucleïnezuren omvatten desoxyribonucleïnezuur (beter bekend als DNA) en ribonucleïnezuur (beter bekend als RNA). Deze moleculen zijn samengesteld uit lange strengen nucleotiden die bij elkaar worden gehouden door covalente bindingen. Nucleïnezuren kunnen worden gevonden in de kern en het cytoplasma van onze cellen.
Nucleïnezuren zijn samengesteld uit nucleotide monomeren verbonden. Nucleotiden bestaan uit drie delen:
Stikstofhoudende basen omvatten purinemoleculen (adenine en guanine) en pyrimidinemoleculen (cytosine, thymine en uracil.) In DNA is de vijf-koolstofsuiker deoxyribose, terwijl ribose de pentosesuiker in RNA is. Nucleotiden zijn aan elkaar gekoppeld om polynucleotideketens te vormen.
Ze worden met elkaar verbonden door covalente bindingen tussen het fosfaat van de ene en de suiker van de andere. Deze koppelingen worden fosfodiesterkoppelingen genoemd. Fosfodiesterbindingen vormen de suiker-fosfaatruggengraat van zowel DNA als RNA.
Vergelijkbaar met wat er gebeurt met eiwit- en koolhydraatmonomeren, worden nucleotiden met elkaar verbonden door middel van dehydratatiesynthese. Bij de synthese van nucleïnezuurdehydratatie worden stikstofbasen samengevoegd en gaat er een watermolecule verloren.
Interessant is dat sommige nucleotiden belangrijke cellulaire functies vervullen als "individuele" moleculen, het meest voorkomende voorbeeld is adenosinetrifosfaat of ATP, dat energie levert voor veel celfuncties.
DNA is het cellulaire molecuul dat instructies bevat voor de uitvoering van alle celfuncties. Wanneer een cel zich deelt, wordt zijn DNA gekopieerd en van de ene celgeneratie naar de volgende doorgegeven.
DNA is georganiseerd in chromosomen en wordt gevonden in de kern van onze cellen. Het bevat de "programmatische instructies" voor mobiele activiteiten. Wanneer organismen nakomelingen produceren, worden deze instructies doorgegeven via DNA.
DNA bestaat gewoonlijk als een dubbelstrengs molecuul met een gedraaide dubbele helixvorm. DNA is samengesteld uit een fosfaat-deoxyribose suiker skelet en de vier stikstofbasen:
In dubbelstrengs DNA, adenineparen met thymine (A-T) en guanineparen met cytosine (G-C).
RNA is essentieel voor de synthese van eiwitten. Informatie in de genetische code wordt meestal doorgegeven van DNA naar RNA aan de resulterende eiwitten. Er zijn verschillende soorten RNA.
RNA bestaat meestal als een enkelstrengs molecuul bestaande uit een fosfaat-ribosesuikerskelet en de stikstofbasen adenine, guanine, cytosine en uracil (U). Wanneer DNA wordt getranscribeerd in een RNA-transcript tijdens DNA-transcriptie, guanineparen met cytosine (G-C) en adenineparen met uracil (A-U).
De nucleïnezuren DNA en RNA verschillen in samenstelling en structuur. De verschillen zijn als volgt:
DNA
DNA wordt vaak gevonden in zijn driedimensionale, dubbele helixvorm. Deze gedraaide structuur maakt het mogelijk voor DNA om te ontspannen voor DNA-replicatie en eiwitsynthese.
RNA
Hoewel RNA geen dubbele helixvorm zoals DNA aanneemt, kan dit molecuul complexe driedimensionale vormen vormen. Dit is mogelijk omdat RNA-basen complementaire paren vormen met andere basen op dezelfde RNA-streng. De basenparing zorgt ervoor dat RNA vouwt, waardoor verschillende vormen worden gevormd.