Ce sunt si care este rolul acizilor nucleici - despre ADN si ARN

Ce sunt acizii nucleici?

Acizii nucleici sunt substante chimice macromoleculare, esentiale pentru toate formele de viata si se gasesc in toate celulele. Acestia stocheaza informatii genetice si permit producerea de proteine.

Acizii nucleici se manifesta in doua forme naturale numite acid dezoxiribonucleic (ADN) si acid ribonucleic (ARN). Aceste molecule sunt compuse din lanturi de nucleotide. O nucleotida este o substanta de tip monomer, compusa dintr-o baza azotata, un zahar si un radical fosforic.

Acizii nucleici, acidul dezoxiribonucleic (ADN) si acidul ribonucleic (ARN), contin informatii genetice care sunt citite in celule pentru a produce ARN-ul si proteinele prin care functioneaza lucrurile vii. Structura binecunoscuta a celebrului “dublu helix” ADN permite ca aceste informatii sa fie copiate si transmise generatiei urmatoare.

ADN si ARN, istorie si structura

ADN-ul a fost descoperit in 1869 de un biochimist elvetian, Friedrich Miescher. Structura ADN-ului a fost descoperita in anul 1953 de catre J. Watson, F. Crick si M. Wilkins.

ADN-ul este un polimer format din nucleotide. Informatiile din ADN sunt stocate ca un cod format din bazele chimice: adenina (A), guanina (G), citozina (C) si timina (T).

ADN-ul uman este format din aproximativ 3 miliarde de baze si mai mult de 99% din acestea sunt identice la toate persoanele. Ordinea acestor baze determina informatiile disponibile pentru construirea si mentinerea functionala a unui organism.

Din punct de vedere chimic, ARN-ul este similar cu ADN-ul, fiind un lant de monomeri similari. Cele mai importante tipuri de acizi ribonucleici dintr-o celula sunt ARN mesager – molecula intermediar, ARN de transfer – intermediar in sinteza proteica si ARN ribozomal – intervine in sinteza proteica. Proprietatile ARN-ului il fac ideal ca mesager genetic in timpul sintezei proteinelor, ideea acestui mesager genetic, ARNm, fiind propusa de François Jacob si Jacques Monod. ARN-ul este format din bazele chimice: adenina (A), guanina (G), citozina (C) si uracil (U).

Care este rolul acizilor nucleici?

Acizii nucleici sunt macromolecule care joaca un rol esential in toate celulele si virusii. 

Un rol important al acizilor nucleici il reprezinta stocarea si exprimarea informatiilor genomice. 

Acidul dezoxiribonucleic - ADN-ul, codifica celulele informationale de care este nevoie pentru a produce proteine. Un tip inrudit de acid nucleic, acidul ribonucleic - ARN,  vine in diferite forme moleculare care joaca mai multe roluri celulare, inclusiv sinteza proteinelor.

ADN-ul este un material genetic care poarta toate informatiile ereditare si transfera informatii genetice de la o generatie la alta. ARN-urile sunt implicate in exprimarea codului genetic al ADN-ului prin formarea de proteine specifice si ajuta la sinteza proteinelor. Unele ARN-uri actioneaza ca enzime.

Fiecare tip de acid nucleic indeplineste o functie diferita in celulele tuturor lucrurilor vii.

• ADN - Acid dezoxiribonucleic 

ADN-ul este responsabil pentru stocarea si codificarea informatiilor genetice in organism. Structura ADN-ului permite ca informatiile genetice sa fie mostenite de copii de la parintii lor. Deoarece nucleotidele adenina, timina, guanina si citozina din ADN se vor imperechea doar intr-o anumita secventa (adenina cu timina si guanina se alatura citozinei), de fiecare data cand o celula dubleaza lantul ADN-ului poate specifica secventa in care nucleotidele trebuie copiate. Ca atare, copii exacte ale ADN-ului pot fi facute si transmise din generatie in generatie.

In interiorul ADN-ului sunt stocate instructiuni pentru toate proteinele pe care le va produce un organism.

• ARN - Acid ribonucleic 

ARN-ul joaca un rol important in sinteza proteinelor si regleaza expresia informatiilor stocate in ADN pentru a produce aceste proteine si reprezinta modul in care informatiile genetice sunt transportate in anumite virusuri.

Diferitele roluri ale ARN-ului includ:

• crearea de celule noi in organism;
• traducerea ADN-ului in proteine;
• mesager intre ADN si ribozomi;
• ajuta ribozomii sa aleaga aminoacizii corecti pentru a crea noi proteine in organism.

Atentie!  Nu toti acizii nucleici sunt implicati in prelucrarea informatiilor stocate in celule. Adenozin trifosfatul (ATP) este implicat in generarea de energie pentru procesele celulare.

La ce sunt utile testele genetice?

Pe piata medicala exista o serie de teste genetice utile pentru:

• identificarea unor variante genetice individuale care prezinta un risc crescut de a dezvolta anumite afectiuni medicale;
• diagnosticarea unor afectiuni genetice, ale sistemului imunitar;
• determinarea gravitatii unor afectiuni;
• indentificarea unor secvente genetice patologice care pot fi transmise generatiilor urmatoare;
• ghidarea medicului in alegerea tratamentului adecvat fiecarei persoane;
• screening-ul nou-nascutilor pentru anumite boli tratabile.

Atentie! Acest articol are un caracter strict informativ si nu inlocuieste un consult medical de specialitate. In cazul in care suferi de probleme de sanatate si doresti sa afli mai multe despre acestea, precum si genetica acestora, adreseaza-te medicului pentru a-ti face analizele de ADN necesare si alte investigatii suplimentare!

Acizii nucleici reprezinta o parte esentiala a tuturor lucrurilor vii. Desi rolurile lor pot diferi, structurile ADN-ului si ARN-ului sunt foarte asemanatoare, cu doar cateva diferente fundamentale in alcatuirea lor moleculara care le diferentiaza.

Acizii nucleici au un set foarte divers de roluri pentru sanatatea persoanei, cum ar fi crearea de celule, stocarea si prelucrarea informatiilor genetice, construirea proteinelor si generarea de celule energetice.

Surse de informare:

1. Minchin S, Lodge J. “Understanding biochemistry: structure and function of nucleic acids.” Essays Biochem. 2019 Oct 16;63(4):433-456. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6822018/.Accesat in 30.07.2022.
2. Thought. Co. “Learn About Nucleic Acids and Their Function”, Thought. Co. , 2022, https://www.thoughtco.com/nucleic-acids-373552 Accesat in 30.07.2022.
3. NIH. “Nucleic Acids”, NIH, 2022,  https://www.genome.gov/genetics-glossary/Nucleic-Acids#:~:text=Nucleic%20acids%20are%20large%20biomolecules,cells%20need%20to%20make%20proteins. Accesat in 30.07.2022.