El metabolismo de los ácidos nucleicos implica el montaje y desmontaje de la ácidos nucleicos ADN y ARN. Ambas cosas moléculas tienen la tarea de almacenar información genética. Las alteraciones en la síntesis de ADN pueden Lead a mutaciones y, por tanto, a cambios en la información genética.
¿Qué es el metabolismo de los ácidos nucleicos?
El metabolismo de los ácidos nucleicos implica el montaje y desmontaje de la ácidos nucleicos ADN y ARN. El metabolismo de los ácidos nucleicos permite la formación y degradación de ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN). En el proceso, el ADN almacena toda la información genética a largo plazo en el núcleo celular. El ARN, a su vez, es responsable de la síntesis de proteínas y, por lo tanto, transfiere la información genética a la proteínas. Tanto el ADN como el ARN constan de nucleicos bases, azúcar molécula y una fosfato molécula. los azúcar molécula está vinculada a la fosfato residuo por esterificación y se une a dos residuos de fosfato. Esto forma una cadena de repetición fosfato–azúcar enlaces, a cada uno de los cuales una base nucleica está unida glucosídicamente al azúcar en el lateral. Además de ácido fosfórico y azúcar, cinco nucleicos diferentes bases están disponibles para construir ADN y ARN. Los dos nitrógeno bases La adenina y la guanina pertenecen a los derivados de la purina y los dos nitrógeno bases citosina y timina a los derivados de pirimidina. En el ARN, la timina se intercambia por uracilo, que se caracteriza por un grupo CH3 adicional. La unidad estructural nitrógeno La base, el residuo de azúcar y el residuo de fosfato se denominan nucleótidos. En el ADN, se forma una estructura de doble hélice con dos ácidos nucleicos moléculas unidos por hidrógeno enlaces para formar una doble hebra. El ARN consta de una sola hebra.
Función y propósito
El metabolismo de los ácidos nucleicos juega un papel importante en el almacenamiento y transmisión del código genético. Inicialmente, la información genética se almacena en el ADN a través de la secuencia de bases nitrogenadas. Aquí, la información genética de un aminoácido está codificada por tres nucleótidos consecutivos. Los sucesivos tripletes de bases almacenan así la información sobre la estructura de una determinada cadena de proteínas. El principio y el final de la cadena se establecen mediante señales que no codifican aminoácidos. Las posibles combinaciones de bases nucleicas y la resultante aminoácidos son extremadamente grandes, por lo que, con la excepción de los gemelos idénticos, no existen organismos genéticamente idénticos. Para transferir la información genética a la proteína. moléculas Para ser sintetizado, primero se forman moléculas de ARN. El ARN actúa como transmisor de la información genética y estimula la síntesis de la proteínas. La diferencia química entre el ARN y el ADN es que el azúcar ribosa está unido en su molécula en lugar de desoxirribosa. Además, la timina a base de nitrógeno se intercambia por uracilo. El otro residuo de azúcar también causa la menor estabilidad y el carácter monocatenario del ARN. La doble hebra del ADN protege la información genética contra cambios. En este proceso, dos moléculas de ácido nucleico se unen entre sí a través de hidrógeno vinculación. Sin embargo, esto solo es posible con bases nitrogenadas complementarias. Por tanto, el ADN solo puede contener los pares de bases adenina / timina y guanina / citosina, respectivamente. Cuando la doble hebra se divide, la hebra complementaria siempre se vuelve a formar. Si, por ejemplo, una base nucleica se altera, ciertos enzimas CRISPR-Cas Los encargados de reparar el ADN reconocen el defecto a partir de la base complementaria. La base de nitrógeno alterada generalmente se reemplaza correctamente. De esta forma se asegura el código genético. A veces, sin embargo, un defecto puede transmitirse y provocar una mutación. Además del ADN y el ARN, también existen importantes mononucleótidos que desempeñan un papel importante en metabolismo energético. Estos incluyen, por ejemplo, ATP y ADP. ATP es adenosina trifosfato. Contiene un residuo de adenina, ribosa y el residuo de trifosfato. La molécula proporciona energía y se convierte en adenosina difosfato cuando se libera energía, separando un residuo de fosfato.
Enfermedades y trastornos
Cuando se producen trastornos durante el metabolismo de los ácidos nucleicos, pueden producirse enfermedades. Por ejemplo, pueden ocurrir errores en la construcción del ADN, con una base nucleica incorrecta que se utiliza. Se produce una mutación. Los cambios en las bases de nitrógeno pueden ocurrir a través de reacciones químicas como la desaminación. En este proceso, los grupos NH2 son reemplazados por grupos O =. Normalmente, la hebra complementaria en el ADN todavía almacena el código, por lo que los mecanismos de reparación pueden recurrir a la base de nitrógeno complementario al corregir el error. Sin embargo, en el caso de efectos químicos y físicos masivos, pueden surgir tantos defectos que a veces se hace una corrección incorrecta. En la mayoría de los casos, estas mutaciones ocurren en sitios menos relevantes del genoma, por lo que no hay que temer efectos. Sin embargo, si ocurre un defecto en una región importante, puede Lead a un cambio serio en el material genético con efectos masivos en salud. Las mutaciones somáticas suelen ser el desencadenante de tumores malignos. Por lo tanto, células cancerosas las células se forman todos los días. Sin embargo, como regla, estos son destruidos inmediatamente por el sistema inmunológico. Sin embargo, si se forman muchas mutaciones debido a fuertes efectos químicos o físicos (por ejemplo, radiación) o debido a un mecanismo de reparación defectuoso, células cancerosas puede desarrollarse. Lo mismo se aplica a un debilitado sistema inmunológico. Sin embargo, también pueden desarrollarse enfermedades completamente diferentes en el contexto del metabolismo de los ácidos nucleicos. Cuando las bases nucleicas se descomponen, las bases de pirimidina dan lugar a beta-alanina, que es completamente reciclable. Las bases de purina dan lugar a ácido úrico, que es difícil de disolver. Los humanos deben excretar ácido úrico a través de la orina. Si el enzimas CRISPR-Cas para reciclar ácido úrico para acumular bases de purina faltan, el ácido úrico concentración puede aumentar hasta tal punto que los cristales de ácido úrico precipitan en el articulaciones con la formación de gota.
