ნუკლეინის მჟავების ელემენტები

დედამიწაზე ცხოვრება მხოლოდ ორგანული ნაერთების კლასის წყალობით არსებობს, რომელსაც ნუკლეინის მჟავებს უწოდებენ. ნაერთების ეს კლასიფიკაცია შედგება ნუკლეოტიდებისგან აგებული პოლიმერებისგან. ყველაზე ცნობილ ნუკლეინის მჟავებს შორისაა დნმ (დეოქსირიბონუკლეინის მჟავა) და RNA (რიბონუკლეინის მჟავა). დნმ უზრუნველყოფს ცხოვრების გეგმას ცოცხალ უჯრედებში, ხოლო RNA იძლევა გენეტიკური კოდის თარგმნას პროტეინებში, რომლებიც ქმნიან ცხოვრების უჯრედულ კომპონენტებს. ნუკლეინის მჟავას თითოეული ნუკლეოტიდი შედგება შაქრის მოლეკულისგან (რნმ – ში რიბოზა და დნმ – ში დეოქსირიბოზა) აზოტოვან ფუძემდე და ფოსფატის ჯგუფში. ფოსფატების ჯგუფები ნუკლეოტიდების ერთმანეთთან დაკავშირების საშუალებას იძლევა და ქმნიან ნუკლეინის მჟავას შაქრი-ფოსფატის ხერხემალს, ხოლო აზოტოვანი ფუძეები გენეტიკური ანბანის ასოებს იძლევა. ნუკლეინის მჟავების ეს კომპონენტები აგებულია ხუთი ელემენტისგან: ნახშირბადის, წყალბადის, ჟანგბადის, აზოტის და ფოსფორისგან.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

მრავალი თვალსაზრისით, დედამიწაზე სიცოცხლე მოითხოვს ნაერთებს, რომლებსაც ნუკლეინის მჟავები, ნახშირბადის, წყალბადის და ჟანგბადი, აზოტი და ფოსფორი, რომლებიც მოქმედებს ორგანიზმთა ლურჯი ანაბეჭდების და ცისფერი ბეჭდვითი წამკითხავების სახით გენეტიკა.

როგორც ორგანული მოლეკულა, ნახშირბადი მოქმედებს, როგორც ნუკლეინის მჟავების ძირითადი ელემენტი. ნახშირბადის ატომები ჩნდება ნუკლეინის მჟავის ხერხემლის შაქარში და აზოტოვან ბაზებში.

ჟანგბადის ატომები ჩნდება ნუკლეოტიდების აზოტოვან ბაზებში, შაქარსა და ფოსფატებში. მნიშვნელოვანი განსხვავება დნმ-სა და რნმ-ს შორის მდგომარეობს მათი შესაბამისი შაქრების სტრუქტურაში. რიბოზის ნახშირბად-ჟანგბადის რგოლის სტრუქტურას ერთვის ოთხი ჰიდროქსილის (OH) ჯგუფი. დეოქსირიბოზში ერთი წყალბადის ანაცვლებს ერთ ჰიდროქსილის ჯგუფს. ჟანგბადის ატომის ეს განსხვავება იწვევს დეოქსირიბოზას ტერმინს "დეოქსი".

წყალბადის ატომები ერთვის ნახშირბადის და ჟანგბადის ატომებს ნუკლეინის მჟავების შაქრისა და აზოტოვან ბაზებში. აზოტოვან ფუძეებში წყალბად-აზოტის ბმებით შექმნილი პოლარული ობლები საშუალებას იძლევა წყალბადის ობლიგაციები წარმოიქმნას ნუკლეინის ძაფებს შორის მჟავები, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ორმაგი ჯაჭვური დნმ, სადაც დნმ-ის ორი ძაფი იკავებს ბაზის წყალბადური ბმებით წყვილები. დნმ-ში ეს ფუძის წყვილი უახლოვდება ადენინს თიმინთან და გუანინს ციტოზინთან. ეს ფუძის დაწყვილება მნიშვნელოვან როლს ასრულებს დნმ-ის რეპლიკაციაში და თარგმნაში.

ნუკლეინის მჟავების აზოტის შემცველი ფუძეები ჩნდება პირიმიდინებისა და პურინების სახით. პირიმიდინები, ერთ რგოლური სტრუქტურები აზოტით, რომლებიც განლაგებულია ბეჭდის პირველ და მესამე პოზიციებზე, შეიცავს ციტოზინს და თიმინს, დნმ – ის შემთხვევაში. ურაცილის თიმინის შემცვლელი რნმ-ში. პურინებს აქვთ ორმაგი რგოლის სტრუქტურა, რომელშიც პირიმიდინის ბეჭედი უერთდება მეორე ბეჭედს მეოთხე და მეხუთე ნახშირბადის ატომებთან იმ ბეჭედთან, რომელიც ცნობილია როგორც იმიდაზოლის ბეჭედი. ეს მეორე ბეჭედი შეიცავს აზოტის დამატებით ატომებს მეშვიდე და მეცხრე პოზიციებზე. ადენინი და გუანინი არის პურინის ფუძეები, რომლებიც გვხვდება დნმ-ში. ადენინს, ციტოზინსა და გუანინს დამატებით ამინოჯგუფს (აზოტის შემცველობით) ერთვის რგოლის სტრუქტურა. ეს თანდართული ამინოჯგუფები მონაწილეობენ წყალბადის კავშირებში, რომლებიც წარმოიქმნება სხვადასხვა ნუკლეინის მჟავას ძაფის ბაზის წყვილებს შორის.

თითოეულ შაქარს ერთვის ფოსფატის ჯგუფი, რომელიც შედგება ფოსფორისა და ჟანგბადისგან. ეს ფოსფატი საშუალებას იძლევა სხვადასხვა ნუკლეოტიდის შაქრის მოლეკულები დაუკავშირდეს ერთმანეთს პოლიმერულ ჯაჭვში.