Kwasy nukleinowe są niezbędne do funkcjonowania komórek, a tym samym do życia. Istnieją dwa rodzaje kwasów nukleinowych, DNA i RNA. Razem śledzą informacje dziedziczne w komórce, dzięki czemu komórka może się utrzymać, rosnąć, tworzyć potomstwo i wykonywać wszelkie wyspecjalizowane funkcje, do których jest przeznaczona. W ten sposób kwasy nukleinowe kontrolują informację, która sprawia, że każda komórka i każdy organizm jest tym, czym jest.
Definicja
Kwasy nukleinowe to makrocząsteczki znajdujące się w komórkach. Podobnie jak białka i polisacharydy, inne makrocząsteczki, kwasy nukleinowe są długimi cząsteczkami złożonymi z wielu podobnych połączonych jednostek.
Istnieją dwie klasy kwasów nukleinowych: kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA) i kwas rybonukleinowy (RNA). Każdy składa się z czterech różnych nukleotydów – adeniny, cytozyny, guaniny i tyminy w DNA oraz adeniny, cytozyny, guaniny i uracylu w RNA.
DNA
DNA to dziedziczna cząsteczka, która przechowuje i przekazuje informacje potrzebne komórkom do przeżycia i stworzenia potomstwa. Pełni dwie funkcje: replikuje się podczas podziału komórki oraz kieruje transkrypcją (tworzeniem) RNA. Informacje, które zawiera, znajdują się w genach, które są odcinkami wzdłuż cząsteczki DNA, które zawierają „kod”, którego komórka używa do tworzenia RNA i ostatecznie białek. DNA to dwuniciowa helisa; ta struktura pomaga bezpiecznie przechowywać informacje, zasadniczo zachowując podwójną kopię informacji.
RNA
RNA powstaje, gdy komórka „odczytuje” geny z DNA i tworzy ich kopię. RNA może również funkcjonować jako dziedziczna cząsteczka, przechowująca informacje na stałe, tak jak DNA, w wirusach. W komórkach niewirusowych informacyjny RNA (mRNA) kopiuje informacje z DNA i przenosi je do mechanizmu komórki do tworzenia białek, rybosomów. Rybosomy wykorzystują informacje zawarte w RNA jako plany do tworzenia białek, a białka wykonują prawie wszystkie funkcje komórki. Transfer RNA (tRNA) przenosi aminokwasy do rybosomów w celu syntezy białek.
Znaczenie w nauce
Kwasy nukleinowe to jedyny sposób, w jaki komórka musi przechowywać informacje o własnych procesach i przekazywać je potomstwu. Kiedy odkryto, że kwasy nukleinowe są nośnikami informacji dziedzicznych, naukowcy byli w stanie wyjaśnić mechanizm teorii ewolucji Darwina i Wallace'a oraz teorii genetyki Mendla.
Znaczenie w chorobie
Zrozumienie, w jaki sposób geny są odczytywane przez komórkę i wykorzystywane do tworzenia białek, stwarza ogromne możliwości zrozumienia choroby. Choroby genetyczne pojawiają się, gdy błędy są wprowadzane do genów niesionych przez DNA; te błędy tworzą wadliwe RNA, które tworzą wadliwe białka, które nie działają tak, jak powinny. Rak jest spowodowany uszkodzeniem DNA lub ingerencją w mechanizmy jego replikacji lub naprawy. Rozumiejąc kwasy nukleinowe i mechanizmy ich działania, możemy zrozumieć, w jaki sposób występują choroby i ostatecznie, jak je leczyć.