10. Nukleinsavak

A nukleinsavak a fehérjékhez hasonlóan minden sejtben megtalálható, kimagasló jelentőségű szénvegyületek. A nukleinsavakat először a sejtek magjából sikerült tiszta állapotban kivonni. Erre utal a nevük is (nucleus latin szó, jelentése: mag). A későbbi kutatások kiderítették, hogy nukleinsavak nemcsak a sejtmagban, hanem a sejtplazmában is előfordulnak. Biológiai jelentőségük közül a legfontosabb, hogy irányítják a fehérjeszintézist, ezzel döntő hatással vannak az öröklődő tulajdonságokra.

10.1. A nukleotidok

A nukleinsavak ún. nukleotidokból épülnek fel. Valamennyi nukleotid három részből áll, egy foszforsavból, egy ötszénatomos cukorból (pentózok ld. itt) és egy nitrogéntartalmú heterociklusos vegyületből (ld. itt).

1. Ismételd át, rajzold le az alábbi molekulál tulajdonságait, szerkezetét! Ribóz, dezoxiribóz, adenin, guanin.

Foszforsav	Pentózok	Nitrogéntartalmú hc.
foszforsav	ribóz	adenin
	dezoxiribóz	guanin
		citozin
		timin
		uracil

10.2. A DNS (dezoxiribonukleinsav) szerkezete

A DNS főként a sejtmagban fordul elő. Molekulájának felépítésében foszforsav, dezoxi-ribóz, timin, citozin, adenin és guanin vesz részt, azaz négyféle nitrogéntartalmú heterociklusos vegyület. A timin és az uracil ún. pirimidinvázas (hatos gyűrű, két nitrogénnel), míg az adenin és a guanin ún. purinvázas (egy hatos és egy ötös gyűrű, néhy nitrogénnel) vegyület. (A pirimidinről és purinról itt tanultál.) A négyféle nitrogénvegyület négyféle nukleotidot eredményez, így a DNS négyféle nukleotid ból épül fel. Mindegyik nukleotidnak a dezoxi-ribóz a központja, ennek 5-ös szénatomjához kapcsolódi a foszforsav vízkilépéssel, míg 1-es szénatomjához a nitrogéntartalmú heterociklus. A pirimidinvázasok kapcsolódását a fenti táblázatban nyíllal jelöltük, ld. timin, míg a purinvázasakét itt szemléltetjük.

	A három molekula egyesülésével keletkező nukleotidok tehát így néznek ki. Bal felül a adenin-nukleotid, mellette a guanin-nukleotid. Bal alul a citozin-nukleotid, mellette a timin-nukleotid.

Az egyes nukleotidok a dezoxi-xi-ribózon és foszforsavon keresztül kapcsolódnak, így a dezoxi-ribóz 3-as és 5-ös szénatomja is foszforsavhoz kötődik. A DNS egy kétszálú molekula, a két szál spirálisan tekeredik (alfa-hélix) úgy, hogy a nitrogéntartalmú részek néznek befelé. A spirál két láncát hidrogénkötések kapcsolják össze. Adeninnel szemben mindig timin, guaninnal szemben mindig citozin helyezkedik el, előbbiek között kettős, utóbbiak közt hármas hidrogénkötés alakul ki.

10.3. Az RNS-ek (ribonukleinsavak) szerkezete

A ribonukleinsavaknak több típusa ismert, főként a citoplazmában fordulnak elő, feladatuk a DNS-ben tárolt információnak a fehérjeképzés helyére történő szállítása, illetve a fehérjeszintézis közvetlen megvalósítása. Az RNS-ek nukleotid egységei foszforsavból, ribózból és négyféle nitrogéntartalmú heterociklusból (adenin, uracil, guanin, citozin) épülnek fel. Tehát a DNS-sel ellentétben timin helyett uracilt tartalmaznak. További különbség, hogy csupán egyszálúak, tömegük jóval kisebb és rövidebbek. Az fontosabb RNS típusokat az alábbi táblázat foglalja össze.

Az RNS-típusok megismerése a fehérjeszintézis elsajátítása után könnyebb lesz.

10.4. Egyéb nukleotid származékok

Kisebb méretű nukleotidszármazékok közé tartozik a korábbról már jól ismert ATP (adenozin-trifoszfát), amely adeninből és három darab foszforsavból épül fel. Itt kell megemlíteni az ADP-t (adenozin-difoszfát) és az AMP-t (adenozin-monofoszfát), amelyek az energiaátalakítással járó biokémiai folyamatok köztes termékei.

Az élőlények energiájukat ATP formájában tárolják, egyetlen molekulányi ATP defoszforizálása (foszforsav-vesztése) során 31 kJ energia szabadul fel. Egyszerűsítve ATP = ADP + foszforsav.

nukleotid