Acizii nucleici - detalii structurale și funcționale

Acizii dezoxiribonucleici.

Acizii nucleici reprezintă punctul nodal în procesul complex al stocării şi perpetuării informaţiei ereditare, în succesiunea de generaţii, precum şi în cascada de procese ce implică exprimarea (fenotipizarea) informaţiei genotipice, în fenotipul unui anumit individ.

Acizii nucleici sunt macromolecule polinucleotidice. Asamblarea macromoleculelor se efectuează prin repetiţii multiple ale câtorva monomeri care nu sunt altceva decât nucleotizii (mononucleotizii). În funcţie de tipurile mononucleotizilor pe seama cărora se constituie macromoleculele de acizi nucleici, aceştia aparţin la una dintre cele două mari categorii – acizii ribonucleici sau acizii dezoxiribonucleici. Dacă în privinţa primei categorii lucrurile sunt clare, în sensul că există mai multe tipuri de acizi ribonucleici (ARNm, ARNt, ARNr etc), diferite între ele atât ca structură cât şi ca funcţii, pentru cea de a doua categorie sunt posibile interpretări şi discuţii. Şi iată în ce constau acestea.

Macromolecula de acid dezoxiribonucleic, indiferent de origine, are aceeaşi structură primară şi secundară, în sensul că atât monocatena cât şi dubla elice sunt, mereu, de acelaşi tip. Diferă doar compoziţia nucleotidică (ordinea şi numărul nucleotidelor), de la o macromoleculă la alta. Ţinând cont, însă, de faptul că, chiar în cadrul aceluiaşi individ, sub raportul lungimii (dată de numărul total de nucleotide) cât şi sub aspectul compoziţiei nucleotidice concrete (raportul purine: pirimidine, de exemplu), există diferenţe de la o macromoleculă la alta, se poate folosi şi expresia acizi dezoxiribonucleici.

Compoziţia acizilor dezoxiribonucleici

Indiferent dacă este vorba de acizii ribonucleici sau de cei dezoxiribonucleici, la baza constituirii lor stau trei componente (trei molecule) şi anume:

- un radical al acidului ortofosforic (H3PO4)

- o pentoză (riboza pentru ARN, dezoxiriboza pentru ADN)

- repetiţii variabile (numeric) a patru baze azotate: două purinice şi două pirimidinice (A, G, T şi C pentru ADN, A, G, U şi C pentru ARN)

Evident, cele trei categorii de componente se asamblează, în succesiuni diferite, pentru diverse molecule, şi formează monocatena. În cazul acidului dezoxiribonucleic, două catene, complementare, se asamblează în dubla elice, formând macromolecula definitivă. Succesiunea (ordinea) de asamblare se derulează în următoarele etape:

PENTOZĂ + BAZĂ AZOTATĂ = NUCLEOSID

nucleosid + radicalul acidului ortofosforic = nucleotid

nucleotid + nucleotid + + nucleotid = catenă polinucleotidică

Pentoza

În componenţa acidului dezoxiribonucleic intră dezoxiriboza, mai exact D-2 dezoxiriboza.

Dezoxiriboza ca şi riboza, de altfel, face parte din grupa monozaharidelor cu 5 atomi de carbon în moleculă, de unde şi numele de pentoze.

În constituţia acizilor nucleici pentozele se găsesc sub forma furanozică. Inelul furanozic are atomii situaţi într-un singur plan.

Numerotarea atomilor de carbon se face de la 1’ la 5’, spre a se deosebi de numerele 1, 2, 3, 4 etc., utilizate în cazul bazelor azotate purinice şi/sau pirimidinice, cu care se asociază pentoza pentrua forma nucleosidele. Atomul C2’ este singurul asimetric şi conferă posibilitatea apariţiei izomerilor levogiri şi dextrogiri. Merită subliniat faptul că în acizii nucleici sunt prezenţi doar izomerii dextrogiri. Pe de altă parte, în funcţie de poziţia grupării OH de la C1’ faţă de planul molecular, pentozele sunt de două tipuri – α şi β

Diferenţele dintre cele două constau în aceea că gruparea OH se află deasupra planului molecular (tipul β) sau sub acesta (tipul α).Diferenţele dintre cele două tipuri mai provin şi din faptul că intensitatea devierii luminii polarizate este alta la fiecare dintre ele – forma α are o putere rotatorie mai mare. Precizăm, din nou, că în acizii nucleici sunt prezente doar pentozele de tip β