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 הקרואים 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.

התהליך הדו-שלבי מה-DNA ועד להרכבתו של חלבון נתון מאפשר בקרה יעילה ביותר על ייצור החלבונים ומהווה את הבסיס להבדלים בין התאים השונים בייצור 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 בייצורים 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 גרעיןשם מלא באנגליתשם מלא בעבריתתיאור
חומצות הגרעין העיקריות
DNADeoxyribonucleic acidחומצה דאוקסיריבונוקלאית החומר התורשתי הבסיסי והקבוע בכל תא
gDNAGenomic DNADNA גנומי ציון זה בא להבדיל בין DNA טבעי ובין cDNA (ראו בהמשך)
dsDNADouble-stranded DNADNA דו-גדילי הצורה בה מופיע DNA בכל התאים
ssDNASingle-stranded DNADNA חד-גדילי צורה מיוחדת של DNA המופיעה במספר נגיפים
ncDNANon-coding DNADNA לא-מקודד שם כולל לכל מקטעי ה-DNA שאינם מקודדים לחלבון
RNARibonucleic acidחומצה ריבונוקלאית שלב המעבר מ-DNA לחלבון; כולל סוגים רבים
mRNAMessenger RNARNA שליח מסונתז לפי תבנית ה-DNA ומכיל את הקוד הישיר לייצור חלבונים
pre-mRNAPrecursor mRNAקדם RNA שליח mRNA טרם תהליכי שחבור ועיבוד (בעיקר באיקריוטים)
hnRNAHeterogeneous nuclear RNARNA גרעיני הטרוגני שם נוסף ל-pre-mRNA
ssRNASingle-stranded RNARNA חד-גדילי הצורה בה מופיע RNA בכל התאים
dsRNADouble-stranded RNARNA דו-גדילי צורה מיוחדת של RNA המופיעה במספר נגיפים
mtDNAMitochondrial DNADNA מיטוכונדריאלי DNA המצוי במיטוכונדריה של תאים איקריוטיים
ctDNAChloroplast DNADNA כלורופלסטי DNA המצוי בכלורופלסטים בתאי צמח
RNA לא-מקודד (ncRNA ,Non-coding RNA) או RNA קטן (sRNA ,Small RNA)
rRNARibosomal RNARNA ריבוזומלי מהווה את המרכיב העיקרי של הריבוזומים, המבנים בהם מיוצרים החלבונים
pre-rRNARibosomal RNAקדם RNA ריבוזומלי rRNA מיד לאחר שעתוקו, לפני חיתוכו ועיבודו
tRNATransfer RNARNA מעביר,
RNA מוביל
צד חומצות אמינו בתא ומעבירן אל הריבוזום לשם ייצור חלבונים
siRNAShort interfering RNARNA קצר מפריע גדילי RNA קצרים (כ-20 נוקלאוטידים) הנצמדים ל-mRNA ומונעים סינתזת חלבון
miRNAMicroRNAמיקרו RNA גדילי RNA קצרים (כ-20 נוקלאוטידים) הנצמדים ל-mRNA ומונעים סינתזת חלבון
lncRNAlong non-coding RNARNA ארוך שאינו מקודד גדילי RNA ארוכים (מעל 200 נוקלאוטידים) המבקרים תהליכים רבים בתא כשעתוק ותרגום
snRNASmall nuclear RNARNA גרעיני קטן גדילי RNA קצרים המצויים בגרעין התא ומשתתפים בתהליכי עיבוד RNA
snoRNASmall nucleolar RNARNA גרעינוני קטן גדילי RNA קצרים המצויים בגרעינון ומשתתפים בתהליכי עיבוד RNA
gRNAGuide RNARNA מדריך גדילי RNA קצרים הממשתתפים בתהליכי עיבוד RNA במספר יצורים
sgRNASmall guide RNARNA מדריך קטן שם נוסף ל-gRNA
piRNAPiwi-interacting RNARNA -
חומצות גרעין טבעיות נוספות
T-DNATransfer DNADNA מעביר מקטע DNA המועבר מחיידקי Agrobacterium tumefaciens לתאי צמחים
rDNARibosomal DNADNA ריבוזומלי אזור ב-DNA המקודד ל-rRNA
חומצות גרעין מלאכותיות
amiRNAArtificial MicroRNAמיקרו RNA מלאכותי מיקרו RNA המיוצר במעבדה ומשמש למניעת סינתזת חלבונים
cDNAComplementary DNADNA משלים DNA המיוצר מתבנית של mRNA; מצוי גם באופן טבעי במספר נגיפים
PNAPeptide nucleic acidחומצת גרעין פפטידית מורכב משלד פפטידי (נגזרות של גליצין) הקשורות לבסיסים חנקניים הזהים לאלו שב-DNA

קישורים חיצוניים

This article is issued from Hamichlol. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.