Življenje na Zemlji obstaja le zaradi razreda organskih spojin, imenovanih nukleinske kisline. Ta razvrstitev spojin je sestavljena iz polimerov, izdelanih iz nukleotidov. Med najbolj znane nukleinske kisline spadajo DNA (deoksiribonukleinska kislina) in RNA (ribonukleinska kislina). DNA zagotavlja načrt življenja v živih celicah, medtem ko RNA omogoča prevajanje genetske kode v beljakovine, ki tvorijo celične sestavine življenja. Vsak nukleotid v nukleinski kislini je sestavljen iz molekule sladkorja (riboza v RNA in deoksiriboza v DNA) do dušikove baze in fosfatne skupine. Fosfatne skupine omogočajo, da se nukleotidi med seboj povezujejo in tako tvorijo sladkorno-fosfatno hrbtenico nukleinske kisline, dušikove baze pa črke genetske abecede. Te sestavine nukleinskih kislin so sestavljene iz petih elementov: ogljika, vodika, kisika, dušika in fosforja.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Življenje na Zemlji v mnogih pogledih zahteva spojine, imenovane nukleinske kisline, zapletene ureditve ogljika, vodika, kisik, dušik in fosfor, ki delujejo kot modri odtisi in čitalniki modrih odtisov organizmov genetike.
Molekule ogljika
Kot organska molekula ogljik deluje kot ključni element nukleinskih kislin. Atomi ogljika se pojavijo v sladkorju hrbtenice nukleinske kisline in dušikovih bazah.
Molekule kisika
Atomi kisika se pojavijo v dušikovih bazah, sladkorju in fosfatih nukleotidov. Pomembna razlika med DNA in RNA je v strukturi njihovih sladkorjev. Na ogljikovo-kisikovo obročno strukturo riboze ležijo štiri hidroksilne (OH) skupine. V deoksiribozi en vodik nadomesti eno hidroksilno skupino. Ta razlika v kisikovem atomu vodi do izraza "deoksi" v deoksiribozi.
Molekule vodika
Atomi vodika so pritrjeni na atome ogljika in kisika znotraj sladkorne in dušikove baze nukleinskih kislin. Polarne vezi, ki jih tvorijo vodik-dušikove vezi v dušikovih bazah, omogočajo, da se vodikove vezi tvorijo med verigami nukleinov kislin, kar povzroči nastanek dvoverižne DNA, kjer dve verigi DNA držijo vodikove vezi baze pari. V DNA se ti bazni pari poravnajo z adeninom na timin in gvaninom s citozinom. To osnovno združevanje igra pomembno vlogo pri razmnoževanju in prevajanju DNK.
Molekule dušika
Osnove nukleinskih kislin, ki vsebujejo dušik, so pirimidini in purini. Pirimidini, enoobročne strukture z dušikom, ki se nahajajo na prvem in tretjem mestu obroča, vključujejo citozin in timin, v primeru DNA. Uracil nadomešča timin v RNA. Purini imajo dvojno obročno strukturo, pri kateri se pirimidinski obroč pridruži drugemu obroču pri četrtem in petem ogljikovem atomu obroču, znanemu kot imidazolski obroč. Ta drugi obroč vsebuje dodatne atome dušika na sedmem in devetem položaju. Adenin in gvanin sta purinski osnovi v DNK. Adenin, citozin in gvanin imajo dodatno obročno skupino (ki vsebuje dušik). Te vezane amino skupine sodelujejo v vodikovih vezah, ki nastanejo med baznimi pari različnih verig nukleinske kisline.
Molekule fosforja
Na vsak sladkor je pritrjena fosfatna skupina, sestavljena iz fosforja in kisika. Ta fosfat omogoča povezavo molekul sladkorja različnih nukleotidov v polimerni verigi.