Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

3.8: Wat zijn nucleïnezuren?
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Wat zijn nucleïnezuren?
 
Deze voice-over is door de computer gegenereerd
TRANSCRIPT
* De tekstvertaling is door de computer gegenereerd

3.8: Wat zijn nucleïnezuren?

Overzicht

Nucleïnezuren zijn lange ketens van nucleotiden die met elkaar zijn verbonden door fosfodiësterbindingen. Er zijn twee soorten nucleïnezuren: deoxyribonucleïnezuur of DNA en ribonucleïnezuur of RNA. Nucleotiden in zowel DNA als RNA bestaan uit een suiker, een stikstofbase en een fosfaatmolecuul.

Nucleïnezuren zijn het genetische materiaal van de cel

Het erfelijke materiaal van een cel bestaat uit nucleïnezuren, waardoor levende organismen genetische informatie van de ene generatie op de andere kunnen doorgeven. Er zijn twee soorten nucleïnezuren: deoxyribonucleïnezuur (DNA) en ribonucleïnezuur (RNA). DNA en RNA verschillen heel licht in hun chemische samenstelling, maar spelen een totaal verschillende biologische rol.

Nucleïnezuren zijn polymeren van nucleotiden

Chemisch gezien zijn nucleïnezuren polynucleotiden - ketens van nucleotiden. Een nucleotide is samengesteld uit drie componenten: een pentosesuiker, een stikstofbase en een fosfaatgroep. De suiker en de basis smelten samenther vormen een nucleoside. Daarom wordt een nucleotide soms een nucleosidemonofosfaat genoemd. Elk van de drie componenten van een nucleotide speelt een sleutelrol bij de algehele samenstelling van nucleïnezuren.

Zoals de naam doet vermoeden, heeft een pentosesuiker vijf koolstofatomen, die worden aangeduid als 1 o , 2 o , 3 o , 4 o en 5 o . De pentosesuiker in RNA is ribose, wat betekent dat de 2 o koolstof een hydroxylgroep draagt. De suiker in het DNA is deoxyribose, wat betekent dat de 2 ° koolstof aan een waterstofatoom is gehecht. De suiker zit vast aan de stikstofbase op de 1 o koolstof en het fosfaatmolecuul op de 5 o koolstof.

Nucleotiden zijn met elkaar verbonden door fosfodiësterbindingen

Het fosfaatmolecuul dat aan de 5 o koolstof van een nucleotide is gehecht, kan een covalente binding vormen met de 3 o hydroxylgroep van een ander nucleotide, waardoor de twee nucleotiden met elkaar worden verbonden. Deze covalente binding wordt een pho genoemdsfodiester-binding. De fosfodiësterbinding tussen nucleotiden creëert een afwisselende suiker- en fosfaatruggengraat in een polynucleotideketen. Door het 5 o- uiteinde van een nucleotide te koppelen aan het 3 o- uiteinde van een andere, wordt de polynucleotideketen gericht, die een sleutelrol speelt bij DNA-replicatie en RNA-synthese. Aan het ene uiteinde van de polynucleotideketen, het 3 o- uiteinde genoemd, heeft de suiker een vrije 3 o- hydroxylgroep. Aan het andere uiteinde, het 5 o- uiteinde, heeft de suiker een vrije 5 o- fosfaatgroep.

Pyrimidines en purines zijn de twee belangrijkste klassen van stikstofbases

De stikstofbasen zijn moleculen die een of twee ringen bevatten die zijn opgebouwd uit koolstof- en stikstofatomen. Deze moleculen worden ‘basen’ genoemd omdat ze chemisch basisch zijn en kunnen binden aan waterstofionen. Er zijn twee klassen stikstofbasen: pyrimidinen en purinen. De pyrimidinen hebben een zesledige ringstructuur, terwijl de purinen zijn samengesteldd van een zesring versmolten tot een vijfring. De pyrimidinen omvatten cytosine (C), thymine (T) en uracil (U). De purines omvatten adenine (A) en guanine (G).

Cytosine, adenine en guanine zijn aanwezig in zowel DNA als RNA. Thymine is echter specifiek voor DNA en uracil wordt alleen in RNA aangetroffen. De purines en pyrimidines kunnen waterstofbruggen met elkaar vormen in een bepaald patroon, gebaseerd op de aanwezigheid van complementaire chemische groepen die analoog zijn aan stukjes van een legpuzzel. Onder normale cellulaire omstandigheden vormt adenine waterstofbruggen met thymine (in DNA) of uracil (in RNA), terwijl guanine waterstofbruggen vormt met cytosine. Deze complementaire basenparing is cruciaal voor de DNA-structuur en -functie.

Structuur van DNA en RNA

DNA neemt een dubbele helixstructuur aan in de cel. Een dubbele helix is samengesteld uit twee polynucleotideketens, strengen genaamd, die spiraalvormig (dwz spiraalvormig) om elkaar heen wikkelen. De twee strengen zijn binnentegengestelde oriëntaties, of "antiparallel" aan elkaar zijn, wat betekent dat het 5 o uiteinde van een streng dicht bij het 3 o uiteinde van een andere ligt. De twee strengen worden bij elkaar gehouden door complementaire basenparing (bijv. Cytosine met guanine).

In een dubbele DNA-helix bevindt de suikerfosfaat-ruggengraat zich aan de buitenkant, terwijl de waterstofgebonden basen zich aan de binnenkant bevinden. RNA komt meestal voor als een enkelstrengs molecuul. De enkele RNA-streng kan gelokaliseerde secundaire structuren vormen door intra-streng complementaire basenparing. Verschillende soorten secundaire RNA-structuren hebben verschillende functies binnen de cel.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter