Bevezetés a nukleinsavak és nukleotidok világába

Amikről most szó lesz, azok talán az élet legfontosabb makromolekulái, nevezetesen a nukleinsavak. Először is, honnan származik ez a név? Nos, a kutatók először a sejtmagban figyelték meg őket, innen ered a „nuklein” előtag. Emellett savas jellegűek, ezért szerepel a nevükben a „sav” szó. Talán a leghíresebb nukleinsav a dezoxiribonukleinsav, röviden DNS. Részletesen megismerjük majd, ahogy elmerülünk a biológiában, de talán már tudod, hogy ez a molekula az örökletes információnk tárhelye. Jórészt ez a DNS tesz téged azzá, ami vagy. Mint tudjuk, ez egy makromolekula. Más videókban már szóba kerültek a makromolekulák, például a szénhidrátok és a fehérjék. A DNS is makromolekula, hiszen akár sok milliónyi atomból is állhat. Hogy legyen róla fogalmunk, íme itt látható a DNS kettős spirálja. Ez itt a hélix egyik fele, ez meg a másik, ezek pedig egyfajta létrafokok ezen a megcsavart létrán. Egy DNS molekula... például az emberi genom egyik kromoszómája lényegében egy igen hosszú DNS molekula. Százmilliónyi létrafok is lehet ebben a szerkezetben. Egy következő fontos dolog: mint sok más makromolekula, a DNS, illetve minden nukleinsav polimer, tehát ismétlődő építőkövekből állnak. Ami a nukleinsavak építőköveit illeti, a jól ismert DNS és a majdnem annyira ismert RNS úgynevezett nukleotid építőkövekből állnak. Íme néhány nukleotid. Ez a dezoxiadenozin-monofoszfát, ami egy DNS-nukleotid. Íme az egyes részletei. Ez itt egy foszfátcsoport, Itt egy ötszénatomos cukormolekula, amely jelen esetben dezoxiribóz. Ez pedig az úgynevezett nitrogéntartalmú bázis. Miért nitrogéntartalmú? Ezek a kék golyók a nitrogénatomok, a szürkék jelentik a szénatomokat. A pirosak az oxigénatomok, a fehérek pedig a hidrogének. A molekulának ez a része tehát bázikus jellegű. A végén lévő foszfátcsoport pedig savas sajátságú. Ezek a részletek összekapcsolódnak úgy, hogy a dezoxiribóz és a foszfát részletek váltakozva alkotják a DNS molekula gerincét. Íme itt egy foszfátcsoport, majd egy dezoxiribóz, egy újabb foszfát, és megint dezoxiribóz, A nitrogéntartalmú bázis pedig a létra fokát alakítja ki. A DNS-ben úgy tárolódik az információ, hogy minden nitrogéntartalmú bázishoz, mint például ehhez az adeninhez egy kiegészítő bázis kapcsolódik a másik szálon, és közösen alkotnak egy létrafokot. Az adenin párja a timin a DNS-ben később látjuk majd, hogy az RNS-ben ezt a szerepet az uracil nevű bázis tölti be. A guanin párja pedig a citozin. Ezzel most nem sokat foglalkozunk, a későbbi videókban majd elmélyülünk benne, amikor szót ejtünk a DNS-ről és az infromáció tárolásáról. Most csak annyit jegyezzünk meg, hogy a nukleinsavak, például a DNS monomerjei nukleotidok. A monomereket illetően tisztázzuk, hogy másféle monomerek is vannak. Hasonló szerkezetű nukleotid az RNS-ben, azaz a ribonukleinsavban az adenozin-monofoszfát. Láthatod a kettő közti különbséget. Itt van egy oxigénatom, itt viszont nincsen. Ezért szerepel a dezoxi- előtag a dezoxiribonukleinsav nevében. Hiányzik az egyik oxigén az ötszénatomos cukormolekulából. Amint jeleztem, az adenin mellett másféle nitrogéntartalmú bázisok is vannak. Van olyan nukleotid, amelyben a nitrogéntartalmú bázis timin. Ez is nagyon hasonló, de figyeljük meg ezt a részét. Ilyen nukleotid is van. Itt is megvan az ötszénatomos cukor, és a foszfátcsoport is, de a nitrogéntartalmú bázis megint másféle. A különféle nukleotidok sorrendje tárolja az információt a DNS-ben. Felvetődhet, hogy ha a molekulának ez a része bázikus jellegű, akkor miért nevezzük savnak? Figyeljük meg a molekula szerkezetét. A bázikus részek alkotják a létra fokait. Ezek kevésbé reakcióképesek, mivel kötésben vesznek részt, a molekula belseje felé esnek, míg a savas jellegű foszfátcsoportok kifelé néznek. Ezek reakcióképesebbek, így a molekula egészét tekintve savas jellegűvé válik. Itt megállunk. A következőkben részletesen tárgyaljuk majd a nukleinsavak jelentőségét, különös tekintettel a DNS-re és az RNS-re. Csak hogy érzékeltessük, milyen csodálatos molekulák ezek: egyesek szerint az élet első csírái csupán önmagukat másoló RNS molekulák voltak, amelyek idővel valamiféle membránba záródtak, ezzel kialakítva a sejt örökítő mechanizmusát, stb. A nukleinsavakat tehát ezért tekintik az élet legalapvetőbb molekuláinak.