موجودات زنده سیستم های پیچیده ای هستند. صدها هزار پروتئین در بدن هر یک از ما وجود دارد که کمک می کنند کارکردهای روزانه مان را انجام دهیم. این پروتئین ها در محل و به صورت قطعه به قطعه با مشخصات دقیق تولید می شوند.
موجودات زنده سیستم های پیچیده ای هستند. صدها هزار پروتئین در بدن هر یک از ما وجود دارد که کمک می کنند کارکردهای روزانه مان را انجام دهیم. این پروتئین ها در محل و به صورت قطعه به قطعه با مشخصات دقیق تولید می شوند.
اطلاعات زیادی مورد نیاز است تا این سیستم پیچیده مدیریت شود. این اطلاعات که درباره جزء به جزء ساختمان خاص پروتئین های بدن ما است، در مجموعه ای از مولکول ها به نام اسیدهای نوکلئیک ذخیره می شود.
اسیدهای نوکلئیک مولکول های بسیار بزرگی هستند که دو قسمت اصلی دارند. چارچوب یک اسید نوکلئیک از مولکول های شکر و فسفات تشکیل می شود که به طور متناوب و یکی در میان در یک زنجیره طولانی به هم متصل شده اند.
هر گروه قند در این چارچوب به نوع سومی از مولکول به نام پایه نوکلئوتیدی متصل است.
تنها چهار پایه نوکلئوتیدی متفاوت می تواند در یک اسید نوکلئیک وجود داشته باشد اما در هر اسید نوکلئیک میلیون ها پایه متصل به هم وجود دارد. پایه های نوکلئوتیدی به صورت نوعی الفبای ژنتیکی عمل می کنند. ترتیب قرارگیری این پایه های نوکلئوتیدی در اسید نوکلئیک، بر اساس کدگذاری اطلاعاتی است که در خود مولکول انجام می شود.
DNA
در اکثر موجودات زنده (به جز ویروس ها)، اطلاعات ژنتیکی در مولکول دی اکسی ریبونوکلئیک یا DNA ذخیره می شود. DNA در هسته سلول های زنده ساخته و ساکن می شود. DNA نام خود را از مولکول قند موجود در چارچوب اصلی اش (دی اکسی ریبوز) می گیرد.
چهار پایه نوکلئوتیدی مختلف موجود در DNA عبارتند از: آدنین (A)، سیتوزین (C)، گوانین (G) و تیمین (T).
چنان که گفته شد این نوکلئوتیدها به چارچوب قند مولکول متصل اند.
تنوع DNA ها از این ناشی می شود که DNA درواقع مولکولی دو رشته ای است. پایه های نوکلئوتید مولکول DNA جفت های مکمل در دو رشته آن تشکیل می دهند: هیدروژن نوکلئوتیدهای یک رشته به پایه نوکلئوتیدهای رشته مقابل متصل می شود. این پیوندها مشخص است و آدنین ها همیشه به تیمین ها (و برعکس) متصل می شوند و گوانین ها همواره به سیتوزین ها (و بالعکس) اتصال پیدا می کنند. این پیوندها در سراسر مولکول اتفاق می افتد و به ایجاد یک سیستم دو رشته ای منجر می شود.
در اوایل دهه 1950، چهار دانشمند، در کالج کینگ، ساختار DNA را کشف کردند. برای آشنایی با این افراد و نحوه کارشان به مطلب کاشفان ساختمان DNA مراجعه کنید.
مولکول دو رشته ای DNA دارای توانایی منحصر به فردی است که می تواند کپی های دقیقی از خودش بسازد و یا به عبارتی خود تکثیری کند. اگر یک موجود زنده به دلایلی DNA بیشتری نیاز داشته باشد (مانند تولید مثل یا رشد سلولی)، پیوند های هیدروژنی بین پایه های نوکلئوتیدی می شکند و دو رشته DNA جدا می شوند. سپس پایه های مکمل جدید توسط سلول به وجود می آیند و پایه های نوکلئوتید هر رشته با نوکلئوتیدهای رشته دیگر جفت می شوند، بدین ترتیب دو مولکول DNA دو رشته ای جدید و یکسان، تشکیل می شود.
RNA
اسید ریبونوکلئیک یا RNA، نام خود را از گروه قند چارچوب مولکول خود (ریبوز) می گیرد. چندین شباهت و تفاوت مهم بین RNA و DNA وجود دارد. همانند DNA ،RNA هم یک چارچوب قند - فسفات با پایه های نوکلئوتیدی متصل به خود دارد. مانند DNA ،RNA هم حاوی پایه آدنین (A)، سیتوزین (C) و گوانین (G) است.
اما RNA، حاوی تیمین نیست. به جایش نوکلئوتید چهارم RNA پایه اوراسیل (U) نام دارد.
بر خلاف مولکول DNA که دو رشته ای است، RNA مولکولی تک رشته ای است. RNA ماده اصلی ژنتیکی ای است که در ویروسها مورد استفاده قرار می گیرد. RNA برای تولید پروتئین در سایر موجودات زنده هم اهمیت دارد. RNA می تواند در اطراف سلول های موجودات زنده حرکت کند و به این ترتیب به عنوان نوعی پیام رسان ژنتیکی عمل می کند.
