• מהן חומצות גרעין
• סוגי חומצות גרעין
• תפקיד של חומצות גרעין
• מבנה חומצות גרעין
• חשיבות חומצות הגרעין

אנו מסבירים מהן חומצות גרעין DNA ו-RNA, המבנה המולקולרי שלהן, תפקידיהן וחשיבותן עבור יצורים חיים.

חומצות גרעין נמצאות בכל התאים.

מהן חומצות גרעין

חומצות גרעין הן מקרומולקולות אוֹ פולימרים חומרים ביולוגיים המצויים ב תאים של ה יצורים חיים, כלומר, שרשראות מולקולריות ארוכות המורכבות מחתיכות קטנות יותר חוזרות (מונומרים). במקרה זה, הם פולימרים נוקלאוטידים הקשורים בקשרי פוספודיסטר.

ישנם שני סוגים ידועים של חומצת גרעין: DNA ו-RNA. בהתאם לסוג שלהם, הם יכולים להיות עצומים יותר או פחות, מורכבים יותר או פחות, והם יכולים ללבוש צורות שונות.

מקרומולקולות אלו כלולות בכל התאים (ב- גרעין התא במקרה של איקריוטים, או בנוקלואיד במקרה של פרוקריוטים). אפילו גורמים זיהומיים פשוטים כמו נגיף מקרומולקולות אלו יציבות, מגושמות וראשוניות.

חומצות גרעין התגלו בסוף המאה ה-19 על ידי יוהאן פרידריך מישר (1844-1895). הרופא השוויצרי הזה בודד מגרעין תאים שונים חומר חומצי שהוא כינה בתחילה גרעין, אבל התברר שזו חומצת הגרעין הראשונה שנחקרה.

הודות לכך, מדענים מאוחרים יותר הצליחו ללמוד ולהבין את הצורה, המבנה והתפקוד של ה-DNA וה-RNA, ושינו לנצח את ההבנה המדעית של העברת חַיִים.

סוגי חומצות גרעין

חומצות גרעין יכולות להיות משני סוגים: חומצה דאוקסיריבונוקלאית (DNA) ו חומצה ריבונוקלאית (RNA). הם נבדלים זה מזה ב:

• הפונקציות הביוכימיות שלו. בעוד אחד משמש כ"מיכל" של מידע גנטי, השני משמש לתמלול ההוראות שלך.
• ההרכב הכימי שלו. כל אחד כולל א מולקולה של סוכר פנטוז (דאוקסיריבוז ל-DNA וריבוז ל-RNA), וקבוצה שונה במקצת של בסיסים חנקן (אדנין, גואנין, ציטוזין ותימין ב-DNA; אדנין, גואנין, ציטוזין ואורציל ב-RNA).
• המבנה שלו. בעוד שה-DNA הוא סליל דו-גדילי (סליל כפול), ה-RNA הוא חד-גדילי וליניארי.

תפקיד של חומצות גרעין

DNA מכיל את כל המידע הגנטי המשמש את ה-RNA.

חומצות גרעין, בדרכן ובאופן ספציפי שלהן, משמשות לאחסון, קריאה ותעתוק של החומר הגנטי הכלול ב תָא.

כתוצאה מכך, הם מתערבים בתהליכי הבנייה (סינתזה) של חֶלְבּוֹן בתוך התא. תהליך זה מתרחש בכל פעם שהתא מייצר אנזימים, הורמונים ופפטידים אחרים החיוניים לתחזוקת הגוף.

מצד שני, חומצות גרעין משתתפות גם בשכפול התא, כלומר, יצירת תאים חדשים בגוף, וב- שִׁעתוּק של הפרט השלם, שכן תאי מין הם בעלי מחצית מהגנום השלם (DNA) של כל הורה.

ה-DNA מקודד את כל המידע הגנטי של האורגניזם דרך רצף הנוקלאוטידים שלו. במובן זה, אנו יכולים לומר ש-DNA פועל כתבנית נוקלאוטיד.

במקום זאת, ה-RNA משמש כמפעיל המבוסס על הקוד הזה, מכיוון שהוא מעתיק (מתמלל) אותו ולוקח אותו לריבוזומים התאיים, שם החלבונים מורכבים. זהו תהליך מורכב שלא יכול להתרחש ללא התרכובות החיוניות הללו לכל החיים.

מבנה חומצות גרעין

כל מולקולת חומצת גרעין מורכבת מחזרה של סוג של נוקלאוטידים, שכל אחד מהם מורכב מ:

• פנטוז (סוכר). זהו חד-סוכר בעל חמישה פחמנים, שיכול להיות דאוקסיריבוז או ריבוז.
• בסיס חנקני. הוא נגזר מתרכובות הטרוציקליות ארומטיות מסוימות (פורין ופירימידין). זה יכול להיות אדנין (A), גואנין (G), תימין (T), ציטוזין (C) ואורציל (U).
• קבוצת פוספטים. הוא מופק מחומצה זרחתית.

ההרכב המבני של כל מולקולה, בנוסף, ניתן בצורה סליל דו-גדילי (DNA) או חד-גדילי (RNA), למרות שבמקרה של אורגניזמים פרוקריוטיים, מקובל למצוא מולקולות DNA מעגליות הנקראות פלסמידים.

חשיבות חומצות הגרעין

חומצות גרעין חיוניות לחיים כפי שאנו מכירים אותם, מאחר והן חיוניות לסינתזה של חלבונים ולהעברת מידע גנטי מדור לדור (יְרוּשָׁה). הבנת התרכובות הללו ייצגה קפיצת מדרגה עצומה בהבנת היסודות הכימיים של החיים.

לכן, ההגנה על ה-DNA חיונית לחייו של הפרט ושל האדם מִין. חומרים כימיים רעילים (כגון קרינה מייננת, מתכות חומרים כבדים או מסרטנים) עלולים לגרום לשינויים בחומצות הגרעין ולגרום למחלות שבמקרים מסוימים עלולות להיות מועברות לדורות הבאים.