Het leven op aarde bestaat alleen dankzij een klasse van organische verbindingen die nucleïnezuren worden genoemd. Deze classificatie van verbindingen bestaat uit polymeren die zijn opgebouwd uit nucleotiden. Tot de best bekende nucleïnezuren behoren DNA (deoxyribonucleïnezuur) en RNA (ribonucleïnezuur). DNA verschaft de blauwdruk van het leven in levende cellen terwijl RNA de vertaling van de genetische code in eiwitten toestaat, die de cellulaire componenten van het leven vormen. Elk nucleotide in een nucleïnezuur bestaat uit een suikermolecuul (ribose in RNA en deoxyribose in DNA) tot een stikstofhoudende base en een fosfaatgroep. De fosfaatgroepen staan ​​toe dat de nucleotiden met elkaar verbinden, waardoor de suiker-fosfaatruggengraat van het nucleïnezuur wordt gevormd, terwijl de stikstofhoudende basen de letters van het genetische alfabet vormen. Deze componenten van nucleïnezuren zijn opgebouwd uit vijf elementen: koolstof, waterstof, zuurstof, stikstof en fosfor.

TL; DR (te lang; heeft niet gelezen)

In veel opzichten, het leven op aarde vereist verbindingen die nucleïnezuren worden genoemd, complexe arrangementen van koolstof, waterstof, zuurstof, stikstof en fosfor die fungeren als de blauwdrukken en blauwdruklezers van een genetica van organismen.

Koolstofmoleculen

Als organisch molecuul fungeert koolstof als een sleutelelement van nucleïnezuren. Koolstofatomen verschijnen in de suiker van de nucleïnezuur-hoofdketen en de stikstofhoudende basen.

Zuurstofmoleculen

Zuurstofatomen verschijnen in de stikstofhoudende basen, suiker en fosfaten van de nucleotiden. Een belangrijk verschil tussen DNA en RNA ligt in de structuur van hun respectieve suikers. Verbonden aan de koolstof-zuurstofringstructuur van ribose liggen vier hydroxyl (OH) -groepen. In deoxyribose vervangt één waterstof één hydroxylgroep. Dit verschil in een zuurstofatoom leidt tot de term "deoxy" in deoxyribose.

Waterstofmoleculen

Waterstofatomen liggen vast aan koolstof- en zuurstofatomen in de suiker en stikstofhoudende basen van nucleïnezuren. De polaire bindingen die worden gevormd door waterstof-stikstofbindingen in de stikstofhoudende basen laten waterstofbruggen toe om zich te vormen tussen nucleïnezuurstrengen, wat resulteert in de vorming van dubbelstrengs DNA, waarbij twee DNA-strengen bij elkaar worden gehouden door de waterstofbruggen van de basis paren. In DNA komen deze basenparen overeen met adenine tegen thymine en guanine tegen cytosine. Deze basenparing speelt een belangrijke rol in zowel de replicatie als de translatie van het DNA.

Stikstofmoleculen

De stikstofbevattende basen van nucleïnezuren verschijnen als pyrimidines en purines. Pyrimidinen, enkelvoudige ringstructuren met stikstof gelokaliseerd op de eerste en derde posities van de ring, omvatten cytosine en thymine, in het geval van DNA. Uracil vervangt thymine in RNA. Purines hebben een dubbele ringstructuur, waarbij een pyrimidine-ring zich aan een tweede ring aan de vierde en vijfde koolstofatomen verbindt met een ring die bekend staat als een imidazoolring. Deze tweede ring bevat extra stikstofatomen op de zevende en negende positie. Adenine en guanine zijn de purine-basen die in DNA worden aangetroffen. Adenine, cytosine en guanine hebben een extra aminogroep (die stikstof bevat) bevestigd aan de ringstructuur. Deze aangehechte aminogroepen zijn betrokken bij de waterstofbruggen gevormd tussen basenparen van verschillende nucleïnezuurstrengen.

Fosformoleculen

Aan elke suiker zit een fosfaatgroep bestaande uit fosfor en zuurstof. Met dit fosfaat kunnen de suikermoleculen van verschillende nucleotiden aan elkaar worden gekoppeld in een polymeerketen.