Ποια είναι η σημασία των νουκλεϊκών οξέων;

Τα νουκλεϊκά οξέα είναι ζωτικής σημασίας για τη λειτουργία των κυττάρων και επομένως για τη ζωή. Υπάρχουν δύο τύποι νουκλεϊκών οξέων, το DNA και το RNA. Μαζί, παρακολουθούν κληρονομικές πληροφορίες σε ένα κελί, έτσι ώστε το κελί να μπορεί να διατηρηθεί, να αναπτυχθεί, να δημιουργήσει απογόνους και να εκτελέσει οποιεσδήποτε εξειδικευμένες λειτουργίες που προορίζεται να κάνει. Τα νουκλεϊκά οξέα ελέγχουν έτσι τις πληροφορίες που κάνουν κάθε κύτταρο, και κάθε οργανισμό, τι είναι.

Τα νουκλεϊκά οξέα είναι ένα μακρομόριο που βρίσκεται στα κύτταρα. Όπως οι πρωτεΐνες και οι πολυσακχαρίτες, τα άλλα μακρομόρια, τα νουκλεϊκά οξέα είναι μακρά μόρια που αποτελούνται από πολλές παρόμοιες συνδεδεμένες μονάδες.

Υπάρχουν δύο κατηγορίες νουκλεϊκών οξέων: δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) και ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA). Το καθένα αποτελείται από τέσσερα διαφορετικά νουκλεοτίδια - αδενίνη, κυτοσίνη, γουανίνη και θυμίνη σε DNA, και αδενίνη, κυτοσίνη, γουανίνη και ουρακίλη σε RNA.

Το DNA είναι ένα κληρονομικό μόριο που διατηρεί και μεταδίδει πληροφορίες που χρειάζονται τα κύτταρα για να επιβιώσουν και να δημιουργήσουν απογόνους. Έχει δύο λειτουργίες: να αναπαράγεται κατά τη διαίρεση των κυττάρων και να κατευθύνει τη μεταγραφή (δημιουργία) του RNA. Οι πληροφορίες που περιέχει βρίσκονται σε γονίδια, τα οποία είναι τμήματα κατά μήκος του μορίου DNA που περιέχουν έναν "κώδικα" που χρησιμοποιεί το κύτταρο για τη δημιουργία RNA και, τελικά, πρωτεϊνών. Το DNA είναι μια δίκλωνη έλικα. Αυτή η δομή βοηθά στην αποθήκευση πληροφοριών με ασφάλεια διατηρώντας ουσιαστικά ένα διπλό αντίγραφο των πληροφοριών της.

Το RNA δημιουργείται όταν το κύτταρο "διαβάζει" γονίδια από το DNA και δημιουργεί ένα αντίγραφο αυτών. Το RNA μπορεί επίσης να λειτουργήσει ως κληρονομικό μόριο, αποθηκεύοντας πληροφορίες μόνιμα όπως το DNA, σε ιούς. Σε μη ιικά κύτταρα, το messenger RNA (mRNA) αντιγράφει πληροφορίες από το DNA και τις φέρνει στον μηχανισμό του κυττάρου για τη δημιουργία πρωτεϊνών, των ριβοσωμάτων. Τα ριβοσώματα χρησιμοποιούν τις πληροφορίες στο RNA ως σχεδιαγράμματα για τη δημιουργία πρωτεϊνών και οι πρωτεΐνες εκτελούν σχεδόν όλες τις λειτουργίες του κυττάρου. Η μεταφορά RNA (tRNA) μεταφέρει αμινοξέα στα ριβοσώματα για τη σύνθεση πρωτεϊνών.

Τα νουκλεϊκά οξέα είναι ο μόνος τρόπος με τον οποίο ένα κύτταρο πρέπει να αποθηκεύει πληροφορίες σχετικά με τις δικές του διαδικασίες και να μεταδίδει αυτές τις πληροφορίες στους απογόνους του. Όταν τα νουκλεϊκά οξέα ανακαλύφθηκαν ως φορείς κληρονομικών πληροφοριών, οι επιστήμονες ήταν σε θέση να εξηγήσει τον μηχανισμό για τη θεωρία της εξέλιξης του Ντάργουιν και του Γουάλας και τη γενετική του Μεντέλ.

Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα γονίδια διαβάζονται από το κύτταρο και χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία πρωτεϊνών δημιουργεί τεράστιες ευκαιρίες για την κατανόηση της ασθένειας. Οι γενετικές ασθένειες εμφανίζονται όταν εισάγονται σφάλματα στα γονίδια που φέρει το DNA. Αυτά τα σφάλματα δημιουργούν ελαττωματικό RNA, το οποίο δημιουργεί ελαττωματικές πρωτεΐνες που δεν λειτουργούν όπως θα έπρεπε. Ο καρκίνος προκαλείται από βλάβη στο DNA ή παρέμβαση στους μηχανισμούς αναπαραγωγής ή επιδιόρθωσής του. Με την κατανόηση των νουκλεϊκών οξέων και των μηχανισμών δράσης τους, μπορούμε να καταλάβουμε πώς εμφανίζονται ασθένειες και, τελικά, πώς να τα θεραπεύσουμε.