Uvod u molekularnu biologiju

         Ispitivanje živih bića je oduvek kod čoveka izazivalo ogromnu radoznalost. U samim početku, ljudi su morali da se zadovolje razvrstavanjem životinja u grupe i njihovim opisivanjem. Kasnije, van Levenhukovim otkrićem mikroskopa, otvoren je novi, do sada potpuno drugačiji svet - svet molekularne biologije.

          Molekularna biologija se bavi objašnjavanjem svih osnovnih životnih procesa. Pošto je u organizmu priroda i povezanost hemijskih procesa usko određena pomoću gena, zadatak molekularne biologije jeste i proučavanje sastava gena, njihove reprodukcije itd. Danas je poznato da su nukleinse kiseline u nosioci i realizatori razvića organizma. Eksperimentišući na bakterijama pokazano je da se u jedru svake ćelije nalazi dezoksiribonukleinska kiselina (DNK) i da ona sadrži kodove za sintezu (spajanje, proizvodnju) proteina. A svima nam je poznato da su proteini osnovna biološka jedinjenja (grč. protos - prvi, najvažniji) i da oni određuju uloge ćelija, npr. eritrociti imaju hemoglobin te stoga služe za razmenu gasova. Proteini su građeni iz aminokiselina, koje se spajaju u polipeptidne lance. Svaka aminokiselina sadrži jednu karboksilnu (-COOH) i jednu amino grupu (-NH2). Ove dve grupe reaguju, pri čemu se izdvaja molekul vode što dovodi do stvaranja nove -CO-NH- veze. Ova veza je označena kao peptidna veza.

Votson i Krik

           Strukturu DNK otkrili su Votson i Krik, 1953. godine. Pokazano je da se DNK sastoji iz dva lanca nukeotida koji su međusobno isprepleteni u spiralu istog prečnika celom svojom dužinom. Čak i najmanji molekuli DNK imaju po nekoliko hiljada nukleotida, a kod ćelije sisara i po nekoliko milijardi. Procenjuje se da je dužina DNK spirale u svakoj ćeliji čoveka je između 1,7 i 1,8 metara i potrebna je zavidna umetnost da se sve to upakuje u ćeliju nevidljivu ljudskom oku.

Struktura DNK

              Komponente DNK, nukleotidi, građeni su iz tri jedinjenja:

1. pentoznog šećera dezoksiriboze
2. ostatka fosforne kiseline
3. azotne baze:
   • purinske: adenina (A) ili guanina (G)
   • pirimidinske: timina (T) ili citozina (C) 

          Nukleotidi su u lancu DNK vezani fosfodiestarskim vezama. Međutim, kada je reč o povezanosti dva lanca u spiralu, ona se ostvaruje vodoničnim vezama. Vodonične veze su slabe i mogu se po potrebi raskinuti pri procesu replikacije, o kom će biti reči u sledećem postu. Da bi se lanci spojili u pravilnu spiralu nepromenljivog poluprečnika, prema manjoj bazi u jednom lancu (pirimidinu), postavlja se veća u drugom (purinska). Najbolja uklapanja postižu adenin sa timinom i guanin sa citozinom.

            Pored DNK postoji i ribonukleinska kiselina (RNK) i ona igra neizostavnu ulogu pri sintezi proteina. DNK je smeštena u jedru ćelije i za nju ne postoji način da ga napusti. Da bi svoju informaciju prenela u citoplazmu do ribozoma, potrebna je RNK. Ribozomi su ćelijske organele u kojima se vrši sinteza proteina.

Molekul RNK

            Ribonukleinska kiselina je takođe građena iz lanca nukleotida, ali jednog, s tim što su nukleotidi građeni nešto drugačije. Umesto pentoznog šećera deziksoriboze dolazi riboza, a umesto timina (T) uracil (U). Molekuli RNK su znatno manji od DNK i satsoje se od svega nekoliko desetina do nekoliko hiljada nukleotida. Uloga RNK u organizmu jeste da uzme uputstvo za sintezu proteina od DNK i tu sintezu i izvrši. Postoje tri tipa RNK:

1. Informaciona RNK - ona ima zadatak da na sebe prepiše informaciju sa DNK i da je iznese iz jedra i nosi sve do ribozoma, gde će se dalje po njenim uputstvima vršiti sinteza
2. Transportna RNK - kada informaciona RNK dođe do ribozoma, oko nje se okupljaju transportne kiseline i one donose određene aminokiseline do ribozoma
3. Ribozonalna RNK - ona je zastupljena u samim ribozomima i čini njihovu osnovnu gradivnu jedinicu

             Do sada smo govorili o tome šta predtavlja osnovu proučavanja molekularne biologije. O tome kako se vrši prenos nukleinskih kiselina sa generacije na generaciju, kao i detaljnije o samom procesu sinteze proteina i nastanka ribonukleinskih kiselina možete čitati u nekom od narednih izdanja. 

Stay tuned~