Życie na Ziemi istnieje tylko dzięki klasie związków organicznych zwanych kwasami nukleinowymi. Ta klasyfikacja związków składa się z polimerów zbudowanych z nukleotydów. Do najbardziej znanych kwasów nukleinowych należą DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy) i RNA (kwas rybonukleinowy). DNA stanowi wzór życia w żywych komórkach, podczas gdy RNA umożliwia translację kodu genetycznego na białka, które tworzą komórkowe składniki życia. Każdy nukleotyd w kwasie nukleinowym składa się z cząsteczki cukru (rybozy w RNA i deoksyrybozy w DNA) połączonej z zasadą azotową i grupą fosforanową. Grupy fosforanowe umożliwiają nukleotydom łączenie się ze sobą, tworząc szkielet cukrowo-fosforanowy kwasu nukleinowego, podczas gdy zasady azotowe zapewniają litery alfabetu genetycznego. Te składniki kwasów nukleinowych zbudowane są z pięciu pierwiastków: węgla, wodoru, tlenu, azotu i fosforu.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Pod wieloma względami życie na Ziemi wymaga związków zwanych kwasami nukleinowymi, złożonych układów węgla, wodoru, tlen, azot i fosfor, które działają jak niebieskie wydruki i czytniki niebieskiego wydruku organizmów genetyka.
Cząsteczki węgla
Jako cząsteczka organiczna węgiel pełni rolę kluczowego elementu kwasów nukleinowych. Atomy węgla pojawiają się w cukrze szkieletu kwasu nukleinowego i zasadach azotowych.
Cząsteczki tlenu
Atomy tlenu pojawiają się w zasadach azotowych, cukrze i fosforanach nukleotydów. Ważna różnica między DNA i RNA polega na budowie ich odpowiednich cukrów. Do struktury pierścienia węgiel-tlen rybozy przyłączone są cztery grupy hydroksylowe (OH). W dezoksyrybozie jeden wodór zastępuje jedną grupę hydroksylową. Ta różnica w atomie tlenu prowadzi do określenia „deoksy” w dezoksyrybozie.
Cząsteczki wodoru
Atomy wodoru leżą przyłączone do atomów węgla i tlenu w cukrowych i azotowych zasadach kwasów nukleinowych. Wiązania polarne utworzone przez wiązania wodorowo-azotowe w zasadach azotowych umożliwiają tworzenie wiązań wodorowych między pasmami nukleinu kwasy, co powoduje powstanie dwuniciowego DNA, w którym dwie nici DNA są utrzymywane razem przez wiązania wodorowe bazy pary. W DNA te pary zasad dopasowują się do adeniny do tyminy i guaniny do cytozyny. To parowanie zasad odgrywa ważną rolę zarówno w replikacji, jak i translacji DNA.
Cząsteczki azotu
Zawierające azot zasady kwasów nukleinowych występują jako pirymidyny i puryny. Pirymidyny, struktury jednopierścieniowe z azotem znajdującym się w pierwszej i trzeciej pozycji pierścienia, obejmują cytozynę i tyminę, w przypadku DNA. Substytuty uracylu dla tyminy w RNA. Puryny mają strukturę podwójnego pierścienia, w której pierścień pirymidynowy łączy się z drugim pierścieniem przy czwartym i piątym atomie węgla do pierścienia znanego jako pierścień imidazolowy. Ten drugi pierścień zawiera dodatkowe atomy azotu w siódmej i dziewiątej pozycji. Adenina i guanina to zasady purynowe występujące w DNA. Adenina, cytozyna i guanina mają dodatkową grupę aminową (zawierającą azot) przyłączoną do struktury pierścienia. Te przyłączone grupy aminowe biorą udział w wiązaniach wodorowych utworzonych między parami zasad różnych nici kwasu nukleinowego.
Cząsteczki fosforu
Do każdego cukru dołączona jest grupa fosforanowa złożona z fosforu i tlenu. Ten fosforan umożliwia łączenie cząsteczek cukru różnych nukleotydów w łańcuch polimerowy.