Definiție

substantiv
plural: acid nucleic
nu-cle-ic ac-id, nuˈkleɪ.ɪk ˈæsɪd
Care din grupul de compuși complecși formați din lanțuri liniare de nucleotide monomerice, prin care fiecare unitate monomerică este compusă din acid fosforic, zahăr și bază azotată, și care participă la conservare, replicare, și exprimarea informației ereditare în fiecare celulă vie

Detalii

Prezentare generală

O biomoleculă se referă la orice moleculă care este produsă de organismele vii. Ca atare, cele mai multe dintre ele sunt molecule organice. Cele patru grupe majore de biomolecule includ aminoacizii și proteinele, carbohidrații (în special, polizaharidele), lipidele și acizii nucleici. Un acid nucleic se referă la oricare din grupul de compuși complecși alcătuit din lanțuri liniare de nucleotide monomerice. Fiecare componentă nucleotidă, la rândul ei, este alcătuită din acid fosforic, zahăr și bază azotată. Acizii nucleici sunt implicați în conservarea, replicarea și exprimarea informațiilor ereditare. Două tipuri majore de acizi nucleici sunt acidul dezoxiribonucleic (ADN) și acidul ribonucleic (ARN).

Istoric și terminologie

Descoperirea acizilor nucleici a fost atribuită medicului și biologului elvețian, Friedrich Miescher 1844 -1895, în 1868. El a reușit să izoleze o moleculă biologică care nu era nici o proteină, nici un carbohidrat, nici o lipidă din nucleele celulelor albe din sânge. El a numit compusul nucleină pe baza locului de unde l-a obținut.1 Proprietățile acide ale compusului au fost descoperite de chimistul german Albrecht Kossel 1853 -1927. El a fost, de asemenea, cunoscut ca fiind primul care a identificat nucleobazele: adenină, citosină, guanină, timină și uracil. Mai târziu, nucleina a fost înlocuită cu acidul nucleic; termenul a fost inventat în 1889 de către patologul german Richard Altmann 1852 -1900.2 Nucleina descoperită de Miescher a fost mai târziu identificată în special ca fiind ADN. Modelul dublu elicoidal al ADN-ului a fost atribuit biologilor moleculari James Watson (american) și Francis Crick (britanic) în 1953. Modelul lor dublu elicoidal al ADN s-a bazat în mare parte pe imaginea de difracție cu raze X (denumită Foto 51) realizată de Rosalind Franklin 1920 – 1958 și Raymond Gosling în1952.

Structura

Un acid nucleic este un biopolimer compus din unități monomerice de nucleotide. Fiecare nucleotidă care alcătuiește un acid nucleic este compusă din acid fosforic, zahăr (cu 5 atomi de carbon) și bază azotată. Lanțurile de nucleotide dintr-un acid nucleic sunt legate între ele prin legături fosfodiesterice 3′, 5′. Aceasta înseamnă că gruparea 5′-fosforică a unei nucleotide este esterificată cu 3′-hidroxilul nucleotidei alăturate.

Tipuri

Două tipuri majore de acizi nucleici sunt ADN și ARN. ADN-ul este un acid nucleic bicatenar care conține informația genetică a unei ființe vii. Este esențial pentru creșterea, diviziunea și funcționarea celulară a unui organism. ARN-ul este un acid nucleic monocatenar, cu excepția unor ARN-uri virale și a siARN-urilor care sunt bicatenare.

	ADN	ARN
Structura	ADN-ul este compus din două șiruri care se răsucesc împreună pentru a forma un helix, formând o structură în formă de scară. Fiecare șuviță este formată dintr-o alternanță de fosfat (PO4) și zahăr pentoză (2-deoxiriboză), iar pe zahăr este atașată o bază azotată, care poate fi adenină, timină, guanină sau citosină. În ADN, adenina se împerechează cu timina, iar guanina cu citosina. Nu toate ADN-urile sunt bicatenare. De exemplu, un grup de virusuri au genomul ADN monocatenar.	ARN constă într-un lanț liniar lung de nucleotide. Fiecare unitate nucleotidă este alcătuită dintr-un zahăr, o grupare fosfat și o bază azotată. Diferă de ADN prin faptul că are ca zahăr riboza (deoxiriboza în ADN), iar bazele sunt adenina, guanina, citozina și uracilul. În ARN, adenina se împerechează cu uracilul, iar guanina cu citosina. ARN-urile sunt monocatenare, cu excepția anumitor virusuri al căror genom este format din ARN bicatenar.
Localizare	La eucariote, majoritatea ADN-urilor sunt localizate în nucleoli, iar cromozomii în nucleu. O mică parte din ADN-ul total este prezentă în mitocondrii, cloroplaste și citoplasmă. La procariote și la virusuri, ADN-ul se găsește în citoplasmă.	La eucariote, ARN-ul se găsește în nucleu și în citoplasmă. La procariote și la virusuri, se găsește în citoplasmă.
Funcție	ADN-ul este un polimer lung de nucleotide pentru a codifica secvența de aminoacizi în timpul sintezei de proteine. ADN-ul poartă „schița” genetică, deoarece conține instrucțiunile sau informațiile (numite gene) necesare pentru a construi componente celulare precum proteinele și ARN-urile.	La unii viruși, ARN-ul este materialul genetic. Pentru majoritatea organismelor, ARN-urile sunt implicate în: sinteza proteinelor (de exemplu, ARNm, ARNt, ARNr etc.), modificarea post-transcripțională sau replicarea ADN-ului (de exemplu, ARNsn, ARNsno etc.) și reglarea genelor (de exemplu, ARNmi, ARNsi, ARNtasi etc.).

Reacții biologice comune

Replicarea ADN-ului este un proces prin care șuvițele originale (părintești) de ADN din dubla helix sunt separate și fiecare dintre ele este copiată pentru a produce o nouă șuviță (fiică). Se spune că acest proces este semiconservativ, deoarece unul din fiecare filament părinte este conservat și rămâne intact după ce a avut loc replicarea. Mai multe enzime, de exemplu, ADN polimerazele, sunt implicate în replicarea ADN. Unul dintre șuvițele parentale ale moleculei de ADN este replicat prin împerechere de baze, astfel încât șuvița nou sintetizată să fie complementară cu șuvița originală sau parentală. Adică nucleobaza purinică (adică adenina și guanina) este împerecheată cu nucleobaza pirimidinică (adică citosina și timina). În special, adenina va fi împerecheată cu timina, în timp ce guanina cu citosina. Replicarea ADN-ului este necesară în diviziunea celulară. În etapele timpurii ale mitozei (profaza) și ale meiozei (profaza I), ADN-ul este replicat în vederea pregătirii pentru etapele târzii în care celula se divide pentru a da naștere la două celule care conțin copii identice de ADN. După replicare, copiile moleculei de ADN sunt verificate prin mecanisme de corecție. Replicarea ADN-ului poate fi realizată în mod artificial printr-o tehnică de laborator numită reacție în lanț a polimerazei care poate amplifica fragmentul de ADN țintă din genom.

Reacții biologice comune

ADN-ul poartă informația genetică ce codifică o anumită proteină. Astfel, în timpul traducerii proteinei, codul genetic pentru o proteină este copiat mai întâi în ARN (mai exact, ARNm). Acest proces de creare a unei copii a ADN-ului în ARNm cu ajutorul enzimei ARN polimeraza se numește transcripție. Deși ARN polimeraza traversează șirul șablonului șablon de ADN de la 3′ → 5′, șirul codificator (care nu este șablonul șablon) este utilizat de obicei ca punct de referință. Prin urmare, procesul se desfășoară în direcția 5′ → 3′, ca în cazul replicării ADN. Cu toate acestea, spre deosebire de replicarea ADN, transcripția nu are nevoie de un primer pentru a începe și folosește împerecherea de baze pentru a crea o copie de ARN care conține uracil în loc de timină.
La procariote, transcripția are loc în citoplasmă, în timp ce la eucariote are loc în principal în nucleu înainte ca ARNm să fie transportat în citoplasmă pentru traducere sau pentru sinteza proteinelor.

Reacții biologice comune

Degradarea acizilor nucleici produce purine, pirimidine, acid fosforic și o pentoză, fie D-riboză, fie D-deoxiriboză.

Importanță biologică

Acizii nucleici conțin informația genetică crucială pentru toate funcțiile celulare și ereditate. Mutațiile în codul genetic pot duce la tulburări și boli metabolice. Multe dintre aceste tulburări se datorează unei proteine presupus funcționale care aparent este insuficient produsă sau a devenit disfuncțională din cauza unei mutații în gena (genele) care o codifică. Multe dintre tulburările și bolile metabolice sunt ereditare, deoarece genele se transmit de la o generație la alta. Pe de altă parte, mutațiile sunt, de asemenea, necesare, din punct de vedere evolutiv. Ele sporesc variabilitatea ființelor vii, permițându-le să se adapteze mai bine la un mediu care se schimbă în mod similar.

Suplimentar

Termen(i) derivat(i)

• acid dezoxiribonucleic
• acid ribonucleic
• Minus-.strand acid nucleic
• Secvențe repetitive acid nucleic
• Hibridizare in situ a acidului nucleic

Lectură suplimentară

Vezi și

• biomoleculă
• nucleotidă
• nucleozidă
• nucleoază
• nucleoază
• gena
• cromozom
• nucleoproteină

.