חומצת גרעין

חומצות גרעין הן תרכובות אורגניות המצויות בכל התאים המהוות את החומר התורשתי של כל יצור חי בטבע. חומצות הגרעין מאפשרות העברת מידע על תכונות מיצור בדור נתון לצאצאיו בדור הבא (ראו תורשה), כלומר, חומצות הגרעין כוללות הוראות לבניין התא והיצור (האורגניזם).

החומצות הן פולימר (מולקולה גדולה שמורכבת מכמה מולקולות קטנות יותר) המורכב ממספר עצום של מונומרים הקרויים נוקלאוטידים. כל נוקלאוטיד בנוי מבסיס חנקני (המבדיל בין נוקלאוטידים שונים), חד סוכר (ריבוז או דאוקסיריבוז, עבור רנ"א או דנ"א, בהתאמה (ראו להלן)), וקבוצת זרחה שהיא החלק החומצי בחומצות הגרעין.

הבדלים קטנים בהרכב הכימי של הנוקלאוטידים מבדילים בין חומצות הגרעין השונות. שרשרת נוקלאוטידים מכונה גדיל; חלק מחומצות הגרעין חד-גדיליות, ואילו חלקן מורכב משני גדילים המלופפים זה סביב זה, תוך יצירת סליל מרחבי. חומצות הגרעין החשובות ביותר הן DNA ו-RNA. הראשונה נמצאת במצב קבוע למדי בכל תא, והיא מכילה את המידע הבסיסי לייצור חלבונים. RNA, לעומת זאת, מהווה את שלב הביניים בין ה-DNA והחלבון; ה-RNA מסונתז לפי תבנית ה-DNA וממנו מיוצר החלבון באופן ישיר. תכולת ה-RNA בתא משתנה באופן קיצוני בהתאם לסוג התא ולגירויים מהסביבה; מולקולות ה-RNA הספציפיות מתקיימות למשך זמן קצר, עד לסינתזת החלבון או מספר חלבונים, ואז מפורקות. תהליך המעבר מ-DNA ל-RNA מכונה שעתוק. תהליך ייצור החלבונים מ-RNA מכונה תרגום.

ימין|ממוזער|120px|המולקולה הדו-גדילית של DNA

התהליך הדו-שלבי מה-DNA ועד להרכבתו של חלבון נתון מאפשר בקרה יעילה ביותר על ייצור החלבונים ומהווה את הבסיס להבדלים בין התאים השונים ביצור רב-תאי (אשר כל תאיו מכילים DNA זהה). תהליך המעבר מ-DNA ל-RNA ומ-RNA לחלבון קרוי הדוֹגמה המרכזית של הביולוגיה המולקולרית. ה-DNA הוא חומצת הגרעין הראשונה שהתגלתה, ב-1871, בטיבינגן גרמניה, על ידי הביולוג השווייצרי פרידריך מישר.

 מגוון חומצות הגרעין 
מולקולות ה-DNA גדולות מאוד, ואורכן נע בין כמה מאות אלפי נוקלאוטידים ביצורים הפשוטים ביותר (חיידקים) ובין מיליארדי נוקלאוטידים באדם. לצד ה-DNA וה-RNA קיימות בתא חומצות גרעין נוספות בעלות תפקידי בקרה, בעיקר, וכן קיימות מספר חומצות גרעין מלאכותיות, אשר מיוצרות במעבדה בשיטות שונות של ביולוגיה מולקולרית ואשר משמשות לצרכים שונים במחקר. רוב חומצות הגרעין קצרות בהרבה מה-DNA, וחלקן מורכב מגדילים בני נוקלאוטידים בודדים. הטבלה שלהלן מונה את סוגי חומצות הגרעין:

 חומצת גרעין  שם מלא באנגלית  שם מלא בעברית  תיאור  חומצות הגרעין העיקריות DNA  Deoxyribonucleic acid  חומצה דאוקסיריבונוקלאית החומר התורשתי הבסיסי והקבוע בכל תא gDNA  Genomic DNA  DNA גנומי ציון זה בא להבדיל בין DNA טבעי ובין cDNA (ראו בהמשך) dsDNA  Double-stranded DNA  DNA דו-גדילי הצורה בה מופיע DNA בכל התאים ssDNA  Single-stranded DNA DNA חד-גדילי צורה מיוחדת של DNA המופיעה במספר נגיפים ncDNA  Non-coding DNA DNA לא-מקודד שם כולל לכל מקטעי ה-DNA שאינם מקודדים לחלבון RNA  Ribonucleic acid  חומצה ריבונוקלאית  שלב המעבר מ-DNA לחלבון; כולל סוגים רבים mRNA  Messenger RNA  RNA שליח  מסונתז לפי תבנית ה-DNA ומכיל את הקוד הישיר לייצור חלבונים pre-mRNA  Precursor mRNA  קדם RNA שליח mRNA טרם תהליכי שחבור ועיבוד (בעיקר באאוקריוטים) hnRNA  Heterogeneous nuclear RNA  RNA גרעיני הטרוגני שם נוסף ל-pre-mRNA ssRNA  Single-stranded RNA RNA חד-גדילי הצורה בה מופיע RNA בכל התאים dsRNA  Double-stranded RNA RNA דו-גדילי צורה מיוחדת של RNA המופיעה במספר נגיפים mtDNA  Mitochondrial DNA DNA מיטוכונדריאלי DNA המצוי במיטוכונדריה של תאים איקריוטיים ctDNA  Chloroplast DNA DNA כלורופלסטי DNA המצוי בכלורופלסטים בתאי צמח RNA לא-מקודד (ncRNA ,Non-coding RNA) או RNA קטן (sRNA ,Small RNA) rRNA  Ribosomal RNA  RNA ריבוזומלי  מהווה את המרכיב העיקרי של הריבוזומים, המבנים בהם מיוצרים החלבונים pre-rRNA  Ribosomal RNA  קדם RNA ריבוזומלי  rRNA מיד לאחר שעתוקו, לפני חיתוכו ועיבודו tRNA  Transfer RNA  RNA מעביר, RNA מוביל  צד חומצות אמינו בתא ומעבירן אל הריבוזום לשם ייצור חלבונים siRNA  Short interfering RNA  RNA קצר מפריע  גדילי RNA קצרים (כ-20 נוקלאוטידים) הנצמדים ל-mRNA ומונעים סינתזת חלבון miRNA  MicroRNA  מיקרו RNA  גדילי RNA קצרים (כ-20 נוקלאוטידים) הנצמדים ל-mRNA ומונעים סינתזת חלבון lncRNA  long non-coding RNA  RNA ארוך שאינו מקודד  גדילי RNA ארוכים (מעל 200 נוקלאוטידים) המבקרים תהליכים רבים בתא כשעתוק ותרגום snRNA  Small nuclear RNA  RNA גרעיני קטן גדילי RNA קצרים המצויים בגרעין התא ומשתתפים בתהליכי עיבוד RNA snoRNA  Small nucleolar RNA  RNA גרעינוני קטן גדילי RNA קצרים המצויים בגרעינון ומשתתפים בתהליכי עיבוד RNA gRNA  Guide RNA  RNA מדריך גדילי RNA קצרים הממשתתפים בתהליכי עיבוד RNA במספר יצורים sgRNA  Small guide RNA  RNA מדריך קטן שם נוסף ל-gRNA piRNA  Piwi-interacting RNA  RNA - חומצות גרעין טבעיות נוספות T-DNA  Transfer DNA  DNA מעביר מקטע DNA המועבר מחיידקי Agrobacterium tumefaciens לתאי צמחים rDNA  Ribosomal DNA  DNA ריבוזומלי אזור ב-DNA המקודד ל-rRNA חומצות גרעין מלאכותיות amiRNA  Artificial MicroRNA  מיקרו RNA מלאכותי מיקרו RNA המיוצר במעבדה ומשמש למניעת סינתזת חלבונים cDNA  Complementary DNA  DNA משלים DNA המיוצר מתבנית של mRNA; מצוי גם באופן טבעי במספר נגיפים PNA  Peptide nucleic acid  חומצת גרעין פפטידית מורכב משלד פפטידי (נגזרות של גליצין) הקשורות לבסיסים חנקניים הזהים לאלו שב-DNA

קישורים חיצוניים




*
קטגוריה:תרכובות ביוכימיות