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.
Belangrijkste afhaalrestaurants: nucleïnezuren
- Nucleïnezuren zijn macromoleculen die genetische informatie opslaan en eiwitproductie mogelijk maken.
- Nucleïnezuren omvatten DNA en RNA. Deze moleculen zijn samengesteld uit lange strengen nucleotiden.
- Nucleotiden bestaan uit een stikstofbase, een vijfkoolstofsuiker en een fosfaatgroep.
- DNA bestaat uit een fosfaat-deoxyribosesuikerruggengraat en de stikstofbasen adenine (A), guanine (G), cytosine (C) en thymine (T).
- RNA heeft ribosesuiker en de stikstofbasen A, G, C en uracil (U).
Twee voorbeelden van nucleïnezuren zijn deoxyribonucleïnezuur (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 zijn te vinden binnen de kern en cytoplasma van onze cellen.
Monomeren van nucleïnezuren
Nucleïnezuren zijn samengesteld uit nucleotide monomeren verbonden. Nucleotiden bestaan uit drie delen:
- Een stikstofhoudende basis
- Een vijf-koolstof (pentose) suiker
- Een fosfaatgroep
Stikstofhoudende basen omvatten purinemoleculen (adenine en guanine) en pyrimidinemoleculen (cytosine, thymine en uracil.) In DNA is de vijfkoolstofsuiker deoxyribose, terwijl ribose de pentosesuiker in RNA is. Nucleotiden zijn met elkaar verbonden om polynucleotideketens te vormen.
Ze zijn met elkaar verbonden door covalente bindingen tussen het fosfaat van de een en de suiker van de ander. Deze koppelingen worden fosfodiëster-koppelingen genoemd. Fosfodiësterbindingen vormen de suiker-fosfaatruggengraat van zowel DNA als RNA.
Vergelijkbaar met wat er gebeurt eiwit en koolhydraat monomeren, nucleotiden zijn met elkaar verbonden door dehydratatiesynthese. Bij de synthese van nucleïnezuurdehydratatie worden stikstofbasen samengevoegd en gaat er een watermolecuul verloren.
Interessant is dat sommige nucleotiden belangrijke cellulaire functies vervullen als "individuele" moleculen, het meest voorkomende voorbeeld is adenosinetrifosfaat of ATP, die energie levert voor veel celfuncties.
DNA-structuur
DNA is het cellulaire molecuul dat instructies bevat voor het uitvoeren van alle celfuncties. Wanneer een cel verdeelt, wordt zijn DNA gekopieerd en van één doorgegeven cel generatie naar de volgende.
DNA is georganiseerd in chromosomen en gevonden binnen de kern van onze cellen. Het bevat de "programmatische instructies" voor mobiele activiteiten. Wanneer organismen nakomelingen voortbrengen, worden deze instructies doorgegeven via DNA.
DNA bestaat gewoonlijk als een dubbelstrengs molecuul met een gedraaide dubbele helix vorm. DNA bestaat uit een fosfaat-deoxyribosesuikerruggengraat en de vier stikstofbasen:
- adenine (A)
- guanine (G)
- cytosine (C)
- thymine (T)
In dubbelstrengs DNA, adenine paren met thymine (A-T) en guanine paren met cytosine (G-C).
RNA-structuur
RNA is essentieel voor de synthese van eiwitten. Informatie in de genetische code wordt typisch doorgegeven van DNA naar RNA naar het resulterende eiwitten. Er zijn verschillende soorten RNA.
- Messenger RNA (mRNA) is het RNA-transcript of de RNA-kopie van het DNA-bericht dat is geproduceerd tijdens DNA-transcriptie. Messenger-RNA werd vertaald om eiwitten te vormen.
- Transfer RNA (tRNA) heeft een driedimensionale vorm en is nodig voor de vertaling van mRNA in eiwitsynthese.
- Ribosomaal RNA (rRNA) is een onderdeel van ribosomen en is ook betrokken bij eiwitsynthese.
- MicroRNA's (miRNA's) zijn kleine RNA's die helpen bij het reguleren gen uitdrukking.
RNA bestaat meestal als een enkelstrengs molecuul dat bestaat uit een fosfaat-ribosesuikerruggengraat en de stikstofbasen adenine, guanine, cytosine en uracil (U). Wanneer DNA wordt getranscribeerd in een RNA-transcript tijdens DNA-transcriptie, paren guanine met cytosine (G-C) en adenine-paren met uracil (A-U).
DNA- en RNA-samenstelling
De nucleïnezuren DNA en RNA verschillen in samenstelling en structuur. De verschillen worden als volgt weergegeven:
DNA
- Stikstofhoudende basen: Adenine, Guanine, Cytosine en Thymine
- Five-Carbon Sugar: Deoxyribose
- Structuur: Dubbelstrengs
DNA wordt vaak gevonden in zijn driedimensionale, dubbele helixvorm. Deze gedraaide structuur maakt het mogelijk dat DNA tot rust komt DNA-replicatie en eiwitsynthese.
RNA
- Stikstofhoudende basen: Adenine, Guanine, Cytosine en Uracil
- Five-Carbon Sugar: Ribose
- Structuur: Enkelstrengs
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 en verschillende vormen vormt.
Meer macromoleculen
- Biologische polymeren: macromoleculen gevormd door het samenvoegen van kleine organische moleculen.
- Koolhydraten: inclusief sacchariden of suikers en hun derivaten.
- Eiwitten: macromoleculen gevormd uit aminozuurmonomeren.
- Lipiden: organische verbindingen die vetten, fosfolipiden, steroïden en wassen bevatten.