Nukleinske kiseline

Nukleinske kiseline su makromolekule koje sudjeluju u pohrani, prijenosu i ekspresiji genetičke informacije. To su linearni polimeri koji se sastoje od različitih nukleotida, poredanih u genetički predodređenom slijedu koji je nositelj njihove uloge informacijskih makromolekula.

Nukleotidi su međusobno povezani preko fosfatne skupine. Do uspostavljanja tzv. 3', 5' fosfodiesterske veze dolazi reakcijom kondenzacije hidroksilnih skupina na suprotnim krajevima nukleotida. Sinteza zahtijeva energiju (nukleotidi u reakciju stupaju kao nukleozid-trifosfati) i informaciju (genetski određeni slijed koji čini postojeća molekula DNK). Nukleotidi se prepoznaju po principu sparivanja baza i vežu s obzirom na poredak komplemenata u predlošku.

Nukleinske kiseline se razlikuju po kemizmu i ulozi u stanici. Dva osnovna tipa su:

• DNK (deoksiribonukleinska kiselina) – sadrži deoksiribozu, spremište je genetičke informacije, uglavnom sadržana u jezgri
• RNK (ribonukleinska kiselina) – sadrži ribozu, sudjeluje u ekspresiji informacija tijekom sinteze proteina, stvara se u jezgri
  • mRNK (glasnička RNK) – u jezgri sudjeluje u transkripciji genskog koda, potom se kroz jezgrinu ovojnicu premješta u citoplazmu, gdje sudjeluje u procesu translatacije
  • rRNK (ribosomska RNK) – uz ribosomske proteine je sastavni dio ribosoma
  • tRNK (transportna RNK) – ima ulogu prijenosnika aminokiselina do ribosoma gdje gradi polipeptidni lanac.

Povijest

Nukleinske kiseline je prvi opisao švicarski medicinar Friedrich Miescher godine 1869. U to vrijeme je njihova funkcija bila potpuno nepoznata. On je iz jezgra bijelih krvnih zrnaca izolirao supstancu koja se zbog visokog učešća fosfora u njenog građi značajno razlikovala od bjelančevina. On je tu supstancu nazvao nuclein prema latinskoj rijeci nucleus (jezgro). Iako je upotrebom riječi nuclein upućivao na značaj ove supstance u naslijeđu, ipak on nije vjerovao da je ona jedini nosilac naslijeđa. Albrecht Kossel je otkrio da nuclein u svom sastavu uvijek ima četiri različita gradivna elementa povezana sa molekulom šećera. Konačno, 1889. godine Richard Altmann otkrio je nuclein i u biljnim stanicama, te na osnovu njene osnove kemijske karakteristike dao joj danas poznato ime – nukleinska kiselina. Tek 1929. godine je Phoebus Levene primijetio da se nukleinske kiseline (u njegovom slučaju deoksiribonukleinska kiselina) sastoji od šećera deoksiriboze, ostatka fosfatne kiseline, te četiri baze: adenin, guanin, citozin i timin. On im je dao i opće ime – nukleotidi.

Sintetske nukleinske kiseline

Peptid-nukleinska kiselina (skraćenica: PNA od engleskog Peptide Nucleic Acid) je prva sintetski razvijena nukleinska kiselina koja se dakle, ne pojavljuje u prirodi, ali je vrlo interesantna za biotehnologije. U međuvremenu je razvijen veći broj sintetskih nukleinskih kiselina:

• Phosphorthioat-Desoxyribonukleinska kiselina
• Cyclohexen-Nukleinska kiselina (CeNA)
• N3'-P5'-Phosphoramidate (NP)
• Locked nucleic kiselina( LNA)
• Tricyclo-Deoxyribonukleinska kiselina (tcDNA)
• Morpholino-Phosphoramidate (MF)