Structura ARN

Structura şi funcţiile materialului genetic

După un secol de la experienţele lui Mendel, descoperirea rolului genetic al ADN (Avery, 1944) a concentrat atenţia cercetătorilor asupra structurii sale, întrucât descifrarea ei reprezenta singura cale pentru înţelegerea naturii şi funcţiei genei. În anul 1953, J. Watson şi Fr. Crick au imaginat un model al moleculei de ADN cu două catene polinucleotidice, legate complementar prin bazele azotate, înfăşurate plectonemic, pentru a forma o elice dubla.

Acest model, universal valabil în lumea vie, corespunde funcţiilor genetice ale ADN; deoarece explică cea mai importantă reacţie care se desfăşoară în lumea vie, replicarea ADN şi în al doilea rând, felul în care ADN deţine, sub formă codificată, informaţia ereditară necesară sintezei proteinelor. Gena încetează astfel să mai fie o entitate "misterioasă" şi ADN devine nu numai esenţa geneticii, ci şi un veritabil simbol al vieţii.

Fig.1

Informația genetic

Prin informație genetică se înțelege informația codificată în materialul genetic cu care este înzestrat orice organism viu, (unicelular sau pluricelular) de pe planeta noastră. Totalitatea informației genetice dintr-un organism se numește genotip.

Informația genetică este stocată în structura macromoleculară complexă a acidului dezoxiribonucleic (ADN), care este prezent atât în nucleul fiecărei celule (ADN nuclear care are rolul principal în stocarea informației genetice) dar și în afara acestuia (ADN extranuclear). [4]

Întreaga cantitate de material genetic dintr-un organism se numește genom. Există un genom nuclear și un genom celular. Genomul nuclear este reprezentat de una (la procariote) sau mai multe (la eucariote) macromolecule de ADN bicatenar denumite cromozomi. Numărul acestora este o caracteristică de specie, fiind același pentru toți indivizii unei specii și pentru toate celulele somatice ale unui organism.

ADN-ul reprezintă moștenirea biologică a unui organism și controlează dezvoltarea, reproducerea și auto-repararea acestuia. Pentru realizarea acestor procese este necesară transmiterea informației genetice ce se realizează prin copierea ADN-lui în proteine și alte produse. Copierea se face în două etape, transcripție și translație (la eucariote există o etapă intermediară de eliminare a intronilor):

• transcripția constă în preluarea informației genetice a unor porțiuni din ADN de către o moleculă a așa numitului ARN mesager - ARNm;

• translația constă în traducerea pe baza unui cod, numit cod genetic, a secvenței de baze azotate (ce reprezintă informația genetică preluată prin transcripție) într-o secvență de aminoacizi ( molecula de ARNm este „citită” de către niște organite celulare numite ribozomi, alcătuite din ARN ribozomal – ARNr - și alte biomolecule, și, pe baza informației conținute, este sintetizată din aminoacizi individuali catene polipeptidice ce includ și proteinele);

Codul genetic este universal, fiind același pentru toate organismele vii, în sensul că el face ca fiecărei secvențe de trei baze azotate (denumite codon) să-i corespundă un anumit aminoacid. Ultimele cercetări au pus totuși în evidență câteva excepții de la universalitatea codului genetic.

ARN-ul este alcătuit dintr-un singur lanţ polinucleotidic şi are în general o structură cu o singură catenă. Este un complex macromolecular, structural şi funcţional, similar în anumite privinţe ADN-ului. ARN-ul rezulta din polimerizarea unor ribonucleotide, care determină formarea unor lanţuri lungi, monocatenare (structura primară). Pe anumite porţiuni monocatena de ARN se poate răsuci în jurul ei, determinând apariţia unei structuri duble intre secvenţele complementare de baze (structura secundară).