การเผาผลาญกรดนิวคลีอิก

เป็นส่วนหนึ่งของ การเผาผลาญกรดนิวคลีอิก มันเกี่ยวกับการสร้างและการสลายของกรดนิวคลีอิก DNA และ RNA โมเลกุลทั้งสองมีหน้าที่จัดเก็บข้อมูลทางพันธุกรรม การรบกวนในการสังเคราะห์ดีเอ็นเออาจนำไปสู่การกลายพันธุ์และทำให้ข้อมูลทางพันธุกรรมเปลี่ยนแปลงไป

เมแทบอลิซึมของกรดนิวคลีอิกคืออะไร?

การเผาผลาญกรดนิวคลีอิกช่วยให้มั่นใจได้ถึงการสร้างและการสลายตัวของกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA) และกรดไรโบนิวคลีอิก (RNA) ดีเอ็นเอเก็บข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดไว้ในนิวเคลียสของเซลล์เป็นเวลานาน RNA มีหน้าที่ในการสังเคราะห์โปรตีนและส่งข้อมูลทางพันธุกรรมไปยังโปรตีน

ทั้ง DNA และ RNA ประกอบด้วยนิวคลีโอเบสน้ำตาลและกากฟอสเฟต โมเลกุลของน้ำตาลเชื่อมต่อกับกากฟอสเฟตโดยการเอสเทอริฟิเคชันและจับกับฟอสเฟตที่เหลือสองตัว เกิดโซ่ของสารประกอบฟอสเฟต - น้ำตาลที่ทำซ้ำซึ่งฐานของนิวคลีอิกถูกจับกับน้ำตาลอย่างกลูโคซิด

นอกจากกรดฟอสฟอริกและน้ำตาลแล้วยังมีนิวคลีโอเบส 5 ชนิดที่แตกต่างกันสำหรับการสังเคราะห์ DNA และ RNA ฐานไนโตรเจนทั้งสองอะดีนีนและกัวนีนเป็นของอนุพันธ์ของพิวรีนและฐานไนโตรเจนทั้งสองไซโตซีนและไทมีนเป็นของอนุพันธ์ของพิริมิดีน

ใน RNA ไทมีนได้รับการแลกเปลี่ยนเป็น uracil ซึ่งมีลักษณะเป็นกลุ่ม CH3 เพิ่มเติม ฐานไนโตรเจนของหน่วยโครงสร้างกากน้ำตาลและกากฟอสเฟตเรียกว่านิวคลีโอไทด์ ในดีเอ็นเอโครงสร้างเกลียวคู่ประกอบด้วยโมเลกุลของกรดนิวคลีอิกสองโมเลกุลซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจนเพื่อสร้างเกลียวคู่ RNA ประกอบด้วยเส้นใยเพียงเส้นเดียว

ฟังก์ชันและงาน

เมแทบอลิซึมของกรดนิวคลีอิกมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการจัดเก็บและการถ่ายทอดรหัสพันธุกรรม ข้อมูลทางพันธุกรรมในขั้นต้นจะถูกเก็บไว้ในดีเอ็นเอผ่านลำดับของฐานไนโตรเจน ข้อมูลทางพันธุกรรมของกรดอะมิโนถูกเข้ารหัสโดยใช้นิวคลีโอไทด์สามตัวติดต่อกัน แฝดฐานต่อเนื่องเก็บข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของห่วงโซ่โปรตีนบางอย่าง จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของโซ่ถูกกำหนดโดยสัญญาณที่ไม่มีรหัสสำหรับกรดอะมิโน

การรวมกันที่เป็นไปได้ของนิวคลีโอเบสและกรดอะมิโนที่ได้นั้นมีขนาดใหญ่มากดังนั้นยกเว้นฝาแฝดที่เหมือนกันจะไม่มีสิ่งมีชีวิตที่เหมือนกันทางพันธุกรรม

ในการถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมไปยังโมเลกุลของโปรตีนที่จะสังเคราะห์โมเลกุล RNA จะเกิดขึ้นก่อน RNA ทำหน้าที่เป็นตัวส่งข้อมูลทางพันธุกรรมและกระตุ้นการสังเคราะห์โปรตีน ความแตกต่างทางเคมีระหว่าง RNA และ DNA คือแทนที่จะเป็น deoxyribose น้ำตาลไรโบสจะถูกผูกไว้ในโมเลกุลของมัน นอกจากนี้ไทมีนฐานไนโตรเจนยังถูกแลกเปลี่ยนเป็น uracil

กากน้ำตาลอื่น ๆ ยังทำให้เสถียรภาพต่ำลงและลักษณะของ RNA แบบเกลียวเดี่ยว เส้นใยคู่ใน DNA ช่วยปกป้องข้อมูลทางพันธุกรรมจากการเปลี่ยนแปลง โมเลกุลของกรดนิวคลีอิกสองโมเลกุลเชื่อมต่อกันผ่านพันธะไฮโดรเจน อย่างไรก็ตามนี่เป็นไปได้เฉพาะกับฐานไนโตรเจนเสริมเท่านั้น ในดีเอ็นเอสามารถมีได้เฉพาะเบสคู่อะดีนีน / ไทมีนหรือกัวนีน / ไซโตซีน

เมื่อเกลียวคู่แยกออกจากกันจะเกิดเกลียวเสริมขึ้นครั้งแล้วครั้งเล่า ตัวอย่างเช่นหากมีการเปลี่ยนแปลงในฐานนิวคลีอิกเอนไซม์บางชนิดที่รับผิดชอบในระหว่างการซ่อมแซมดีเอ็นเอจะรับรู้ว่ามีข้อบกพร่องใดอยู่บนฐานเสริม ฐานไนโตรเจนที่เปลี่ยนไปมักจะถูกแทนที่อย่างถูกต้อง นี่คือวิธีการรักษาความปลอดภัยของรหัสพันธุกรรม บางครั้งข้อผิดพลาดอาจถูกส่งต่อไปพร้อมกับผลลัพธ์ของการกลายพันธุ์

นอกจาก DNA และ RNA แล้วยังมีโมโนนิวคลีโอไทด์ที่สำคัญที่มีบทบาทสำคัญในการเผาผลาญพลังงาน ซึ่งรวมถึงตัวอย่างเช่น ATP และ ADP ATP คือ adenosine triphosphate ประกอบด้วยอะดีนีนตกค้างไรโบสและไตรฟอสเฟตตกค้าง โมเลกุลจะให้พลังงานและเมื่อพลังงานถูกปลดปล่อยออกมาจะถูกเปลี่ยนเป็นอะดีโนซีนไดฟอสเฟตโดยกากฟอสเฟตจะถูกแยกออก

ความเจ็บป่วยและความเจ็บป่วย

หากความผิดปกติเกิดขึ้นระหว่างการเผาผลาญกรดนิวคลีอิกอาจทำให้เกิดโรคได้ ความผิดพลาดอาจเกิดขึ้นได้ในโครงสร้างของดีเอ็นเอซึ่งในกรณีนี้จะใช้นิวคลีโอเบสผิด เกิดการกลายพันธุ์ การเปลี่ยนแปลงของฐานไนโตรเจนสามารถเกิดขึ้นได้จากปฏิกิริยาทางเคมีเช่นการปนเปื้อน ที่นี่กลุ่ม NH2 จะถูกแทนที่ด้วย O = groups

โดยปกติรหัสจะยังคงถูกเก็บไว้ใน DNA โดยเส้นใยเสริมเพื่อให้กลไกการซ่อมแซมสามารถถอยกลับไปที่ฐานไนโตรเจนเสริมได้เมื่อแก้ไขข้อผิดพลาด อย่างไรก็ตามในกรณีที่มีอิทธิพลทางเคมีและทางกายภาพจำนวนมากอาจเกิดข้อบกพร่องมากมายจนบางครั้งสามารถทำการแก้ไขที่ไม่ถูกต้องได้

โดยส่วนใหญ่แล้วการกลายพันธุ์เหล่านี้เกิดขึ้นในสถานที่ที่มีความเกี่ยวข้องน้อยกว่าในจีโนมดังนั้นจึงไม่ต้องกลัวผลกระทบใด ๆ อย่างไรก็ตามหากข้อผิดพลาดเกิดขึ้นในภูมิภาคที่สำคัญอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงในการแต่งหน้าทางพันธุกรรมซึ่งมีผลกระทบอย่างมากต่อสุขภาพ

การกลายพันธุ์ของร่างกายมักเป็นสาเหตุของเนื้องอกมะเร็ง นี่คือลักษณะที่เซลล์มะเร็งพัฒนาขึ้นทุกวัน อย่างไรก็ตามตามกฎแล้วสิ่งเหล่านี้จะถูกทำลายโดยระบบภูมิคุ้มกันทันที อย่างไรก็ตามหากการกลายพันธุ์จำนวนมากเกิดขึ้นจากผลกระทบทางเคมีหรือทางกายภาพที่รุนแรง (เช่นการฉายรังสี) หรือผ่านกลไกการซ่อมแซมที่บกพร่องมะเร็งก็สามารถพัฒนาได้ เช่นเดียวกับระบบภูมิคุ้มกันที่อ่อนแอ

อย่างไรก็ตามโรคที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงสามารถเกิดขึ้นได้ภายในกรอบของการเผาผลาญกรดนิวคลีอิก เมื่อนิวคลีโอเบสแตกตัวเบต้าอะลานีนที่รีไซเคิลได้อย่างสมบูรณ์จะผลิตจากฐานไพริมิดีน กรดยูริกที่ละลายน้ำได้ไม่ดีนั้นผลิตจากเบสพิวรีน มนุษย์ต้องขับกรดยูริกออกทางปัสสาวะ หากเอนไซม์ในการนำกรดยูริกกลับมาใช้ใหม่เพื่อสร้างฐานของพิวรีนหายไปความเข้มข้นของกรดยูริกอาจเพิ่มขึ้นจนถึงระดับที่ผลึกกรดยูริกตกตะกอนในข้อต่อและโรคเกาต์จะเกิดขึ้น