Život na Zemi existuje pouze díky třídě organických sloučenin nazývaných nukleové kyseliny. Tato klasifikace sloučenin se skládá z polymerů konstruovaných z nukleotidů. Mezi nejznámější nukleové kyseliny patří DNA (deoxyribonukleová kyselina) a RNA (ribonukleová kyselina). DNA poskytuje plán života v živých buňkách, zatímco RNA umožňuje překlad genetického kódu do proteinů, které tvoří buněčné složky života. Každý nukleotid v nukleové kyselině sestává z molekuly cukru (ribóza v RNA a deoxyribóza v DNA) na dusíkatou bázi a fosfátovou skupinu. Fosfátové skupiny umožňují nukleotidům spojit se dohromady a vytvořit cukr-fosfátový páteř nukleové kyseliny, zatímco dusíkaté báze poskytují písmena genetické abecedy. Tyto složky nukleových kyselin jsou konstruovány z pěti prvků: uhlík, vodík, kyslík, dusík a fosfor.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
V mnoha ohledech život na Zemi vyžaduje sloučeniny zvané nukleové kyseliny, komplexní uspořádání uhlíku, vodíku, kyslík, dusík a fosfor, které fungují jako modři a čtenáři modrých výtisků organismů genetika.
Uhlíkové molekuly
Jako organická molekula působí uhlík jako klíčový prvek nukleových kyselin. Atomy uhlíku se objevují v cukru páteře nukleové kyseliny a dusíkatých bázích.
Molekuly kyslíku
Atomy kyslíku se objevují v dusíkatých bázích, cukru a fosfátech nukleotidů. Důležitý rozdíl mezi DNA a RNA spočívá ve struktuře jejich příslušných cukrů. K kruhové struktuře uhlík-kyslík ribózy jsou připojeny čtyři hydroxylové (OH) skupiny. V deoxyribóze jeden vodík nahradí jednu hydroxylovou skupinu. Tento rozdíl v atomu kyslíku vede k termínu „deoxy“ v deoxyribóze.
Molekuly vodíku
Atomy vodíku leží navázané na atomy uhlíku a kyslíku uvnitř cukru a dusíkatých bází nukleových kyselin. Polární vazby vytvořené vazbami vodík-dusík v dusíkatých bázích umožňují, aby se mezi řetězci nukleové vytvořily vodíkové vazby kyseliny, což má za následek vytvoření dvouvláknové DNA, kde jsou dva řetězce DNA drženy pohromadě vodíkovými vazbami báze páry. V DNA se tyto páry bází srovnávají s adeninem na tymin a guaninem na cytosin. Toto párování bází hraje důležitou roli jak v replikaci, tak v translaci DNA.
Dusíkaté molekuly
Báze nukleových kyselin obsahující dusík se jeví jako pyrimidiny a puriny. Pyrimidiny, jednokruhové struktury s dusíkem umístěné v první a třetí poloze kruhu, zahrnují cytosin a thymin, v případě DNA. Uracil nahrazuje tymin v RNA. Puriny mají strukturu dvojitého kruhu, ve které se pyrimidinový kruh připojuje k druhému kruhu na čtvrtém a pátém atomu uhlíku k kruhu známému jako imidazolový kruh. Tento druhý kruh obsahuje další atomy dusíku na sedmé a deváté pozici. Adenin a guanin jsou purinové báze nacházející se v DNA. Adenin, cytosin a guanin mají k kruhové struktuře připojenou další aminoskupinu (obsahující dusík). Tyto připojené aminoskupiny se účastní vodíkových vazeb vytvořených mezi páry bází různých řetězců nukleových kyselin.
Fosforové molekuly
Ke každému cukru je připojena fosfátová skupina složená z fosforu a kyslíku. Tento fosfát umožňuje, aby byly molekuly cukru různých nukleotidů spojeny dohromady v polymerním řetězci.