Въведение в нуклеинови киселини и нуклеотиди

Сега ще разгледаме това, което може би е най-важната макромолекула за живота, и тя е позната като нуклеинова киселина. Първо – откъде идва името? Учените първо са я наблюдавали в ядрата на клетките, и затова я нарекли нуклеинова. И тъй като има известни киселинни свойства, така че оттам идва киселинната част. Вероятно най-известната нуклеинова киселина е Дезоксирибонуклеиновата киселина или накратко ДНК. Ще се задълбочим повече, докато продължаваме с нашето пътешествие в биологията, но може би вече знаеш, че това е молекулата, която съхранява нашата наследствена информация. ДНК до голяма степен е нещото, което прави теб, какъвто си. Категоризира се като макромолекула, в предишни видеа също сме говорили за макромолекули като въглехидрати и протеини. ДНК също е макромолекула, защото може да е изградена от милиони атоми. За да добиеш представа, можеш да разгледаш това тук, двойната спирала на ДНК, имаш едната страна на спиралата, ето тук, и след това другата тук и после имаш тези неща, които са нещо подобно на стъпала на тази усукана стълба. Молекулата на ДНК, например в човешкия геном, хромозомата, например, е по-същество една много дълга ДНК молекула. И те могат да имат от порядъка на сто милиона стъпала на тази стълба. Друго нещо, което да оценим, както много макромолекули, ДНК, или нуклеиновите киселини като цяло, са полимери и са изградени от строителни блокчета – молекули, като тези строителни блокчета за нуклеиновите киселини и за ДНК, която е най-известната нуклеинова киселина, и РНК, рибонуклеиновата киселина, която е на второ място по популярност – но изграждащите ги мономери са познати като нуклеотиди. И виждаме някои примери за нуклеотиди тук. Това е дезоксиаденозинмонофосфат, (дезокси - аденозин - монофосфат) който е нуклеотид, изграждащ ДНК. Можеш да видиш различни части от него. Имаш фосфатна група ето тук. Имаш монозахарид с 5 въглеродни атома, който в този случай, е рибоза. И след това имаш нещо, което се нарича азотна база. И защо се нарича азотна? Всички тези сини кръгчета представляват азот, а тези сме ги виждали и преди, сивите са въглероди. Червените са кислороди, а белите - водороди. И така тази част от молекулата има някои основни характеристики. Въпреки фосфатната група, се оказва, че има някои киселинни характеристики. И това, което се случва, е, че те се подреждат една върху друга, където рибозните фосфати се редуват, за да образуват гръбнака на ДНК молекулата. Можеш да го видиш ето тук, където имаш фосфат и рибоза и фосфат, и рибоза. И след това имаш азотна база, която формира част от стъпалото на стълбата. И начинът, по който ДНК съхранява информацията, е, че всяка от тези азотни бази ето тук – това е аденин – има допълваща азотна база, за да завърши това стъпало на стълбата. Аденинът се свързва с тимина в ДНК и, както ще видим в бъдещи видеа, в РНК с азотната база урацил, а гуанинът се свързва с цитозина. Не се притеснявай за това сега, ще го разгледаме по-детайлно в бъдещи видеа, когато говорим за ДНК и как информацията се запазва там. Но целта ни в това видео е просто да научим, че мономерите в една нуклеинова киселина като ДНК са нуклеотидите. Мономерът... и за да сме по-точни, това няма да бъде единственият мономер – аналогичният нуклеотид в РНК, което е рибонуклеинова киселина, ще бъде аденозинмонофосфат ето тук. Можеш да видиш, че разликата между двете е, че тук имаме един кислород, а тук нямаме кислород. Това е причината да се нарича "дезокси-" и затова е дезоксирибонуклеинова киселина. Липсва един кислороден атом в петвъглеродния монозахарид. Но, както споменах, аденинът не е единствената азотна база. Можеш да имаш нуклеотид, където азотната база е тимин, и той отново изглежда много подобно, но забележи какво се случва тук. Можеш да имаш нуклеотид, който изглежда точно като този. Отново тук има петвъглероден монозахарид, има фосфатна група, но азотната база тук е различна. И редът на тези различни нуклеотиди е нещото, което всъщност кодира информацията в ДНК. Един въпрос, който можеш да си зададеш, е, ако имам тази част от молекулата, която има характеристики на основа, защо е считана за киселина? Виж как молекулата е структурирана. Основните части формират стъпалата на тази стълба. Така че те няма да бъдат толкова лесно реагиращи, защото наистина са вързани, те са близо до вътрешността на молекулата, докато киселинните части, фосфатните групи са отвън. Така че ще бъдат по-реагиращи. Така че молекулата като цяло ще има киселинна характеристика. Ще приключим дотук. В бъдещи видеа ще разгледаме в повече детайли важността на нуклеиновите киселини, особено ДНК и РНК. И за да оценим колко удивителни са тези молекули, някои хора предполагат, че първите признаци на живот не са били нищо повече от самовъзпроизвеждащи се РНК молекули, които накрая се затварят в някакъв вид мембранни структури, които са започнали да формират генетичната машина на клетката. И затова тези нуклеинови киселини са понякога смятани за най-фундаменталните макромолекули за живота.