กรดนิวคลีอิกถูกค้นพบครั้งแรกในนิวเคลียสของเซลล์ มี 2 ชนิด คือ
กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (deoxyribonucleic acid, DNA ) พบ DNA ในโครโมโซม เป็นตัวสำคัญในการถ่ายทอดทางพันธุกรรมในนิวเคลียส กรดนิวคลีอิกอีกชนิดหนึ่ง คือ กรดไรโบนิวคลีอิก (ribonucleic acid ,RNA)พบในไรโบโซมRNA และในไซโตพลาสซึม มีหน้าที่เกี่ยวข้องกับการสร้างโปรตีน ทั้ง DNA และ RNA เป็นพอลิเมอร์ธรรมชาติ
Nucleic acid มี 2 ชนิด ได้แก่
- Ribonucleic acid (RNA)
- Deoxyribonucleic acid (DNA)
DNA ทำหน้าที่หลักในการเก็บรักษาและถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด
RNA ทำหน้าที่หลักในการถ่ายทอดข้อความทางพันธุกรรมจาก DNA ไปเป็นโปรตีน
ภาพที่ 1 แสดงหน้าที่ของ DNAและRNA
กรดนิวคลีอิกทั้ง DNA และ RNA ถูกไฮโดรไลซ์แล้ว จะให้มอนอเมอร์ เรียกว่านิวคลีโอไทด์ ถ้าไฮโดรไลซ์นิวคลีโอไทด์์ต่อไปจะให้นิวคลีโอไซด์ และกรดฟอสฟอริก นิวคลีโอไซด์ถูกไฮโดรไลซ์ต่อไปให้เฮเทอโรไซคลิกเบสและน้ำตาลเพนโทส ซึ่งถ้าเป็น RNA เพนโทส คือ D-Ribose และ 2-Deoxyribose
ในกรณีที่เป็น DNA จะเป็นไปตามแผนผังนี้
ในกรณีที่เป็น DNA จะเป็นไปตามแผนผังนี้
ภาพที่ 2 แสดงRNA เพนโทส คือ D-Ribose และ 2-Deoxyribose
ในกรณีที่เป็น DNA จะเป็นไปตามแผนผัง
ในกรณีที่เป็น DNA จะเป็นไปตามแผนผัง
กรดนิวคลีอิกสามารถแบ่งได้ 2 ประเภทใหญ่ๆคือ กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก
(deoxyribonucleicacid, DNA ) และกรด ไรโบนิวคลีอิก (ribonucleic acid , RNA) DNA และ RNA ตามลำดับมีโครงสร้างโมเลกุลพื้นฐานเป็น 3 ส่วน เหมือนกันคือ ไนโตรเจนเบส ( nitrogenous base) น้ำตาลที่มีคาร์บอน 5 ตัว (น้ำตาลไรโบส และ ดีออกซีไรโบส)และหมู่ฟอสเฟต
(deoxyribonucleicacid, DNA ) และกรด ไรโบนิวคลีอิก (ribonucleic acid , RNA) DNA และ RNA ตามลำดับมีโครงสร้างโมเลกุลพื้นฐานเป็น 3 ส่วน เหมือนกันคือ ไนโตรเจนเบส ( nitrogenous base) น้ำตาลที่มีคาร์บอน 5 ตัว (น้ำตาลไรโบส และ ดีออกซีไรโบส)และหมู่ฟอสเฟต
ภาพที่ 3 แสดงไนโตรเจนเบส ( nitrogenous base) น้ำตาลที่มีคาร์บอน 5 ตัว (น้ำตาลไรโบส และ ดีออกซีไรโบส)และหมู่ฟอสเฟต
• ถ้านำส่วนของไนโตรเจนเบส น้ำตาล และกรดฟอสฟอริค รวมกันเรียกว่า Nucleotide
• ถ้านำ nucleotide หลายโมเลกุลมาต่อนกันเรียกว่า กรดนิวคลีอิก จึงสามารถกล่าวได้ว่ากรดนิวคลีอิกเป็นโพลีเมอร์ของโมโนนิวคลีโอไทด์
เบสในกรดนิวคลีอิกเป็นเบสที่เป็นวงและมีไนโตรเจนเป็นองค์ระกอบ (heterocyclic amine )สามารถแบ่งออกได้ 2 ชนิดคือ ไพริมิดีน (pyrimidine) และพิวรีน (purine)
ภาพที่ 4 แสดงนโตรเจนเบส ( nitrogenous base) น้ำตาลที่มีคาร์บอน 5 ตัว (น้ำตาลไรโบส และ ดีออกซีไรโบส)และหมู่ฟอสเฟต
กรดนิวคลีอิกแบ่งเป็นสองประเภทตามความแตกต่างของน้ำตาล กรดนิวคลีอิกที่มีน้ำตาลไรโบสเป็นส่วนประกอบเรียกว่า กรดไรโบนิวคลีอิก เรียกย่อๆ ว่า อาร์เอ็นเอ (ribonucleic acid: RNA) พวกที่ประกอบด้วยน้ำตาลดีออกซีไรโบสเรียกว่า กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก หรือ ดีเอ็นเอ (deoxyribonucleicacid: DNA)เบสที่พบมากในกรดนิวคลีอิกมีอยู่สองพวก พวกแรกได้แก่ ไพริมิดีน (pyrimidine) ซึ่งมีอนุพันธ์สามตัวคือ ไซโทซีน (cytosine - C) ยูราซิล (uracil - U) และ ไทมีน (thymine - T) ส่วนพวกที่สองได้แก่ พิวรีน (purine) มีอนุพันธ์สองตัวคือ อะดีนีน (adenine - A) และ กวานีน (guanine - G)
ภาพที่ 5 แสดงไซโทซีน (cytosine - C) ยูราซิล (uracil - U) และ ไทมีน (thymine - T) ส่วนพวกที่สองได้แก่ พิวรีน (purine) มีอนุพันธ์สองตัวคือ อะดีนีน (adenine - A) และ กวานีน (guanine - G)
เบสที่พบมากในกรดนิวคลีอิก
ดีเอ็นเอ จะมีเบสที่พบมากอยู่ 4 ชนิด คือ A, G, T และ C
อาร์เอ็นเอ จะมีเบสเป็นชนิด A, G, U และ C
ดีเอ็นเอ จะมีเบสที่พบมากอยู่ 4 ชนิด คือ A, G, T และ C
อาร์เอ็นเอ จะมีเบสเป็นชนิด A, G, U และ C
กรดฟอสฟอริค ที่พบในสารชีวโมเลกุลมีทั้งแบบโมโนเอสเทอร์ (Monoester linkage) ไดเอสเทอร์ (Diester linkage) พันธะระหว่างแอนไฮไดรด์กับ ไดแอนไฮไดรด์ (ester-anhydride linkage)
นิวคลีโอไซด์ เกิดจากการรวมตัวระหว่าง เพียวรีน , ไพริมิดีน กับน้ำตาลไรโบส , ดีออกซีไรโบสด้วยพันธะ
ไกลโคซิดิคชนิดเบต้า ( β-N-glycosidic linkage) ซึ่งเกิดระหว่างคาร์บอนตำแหน่งที่ 1 ( 1/) ของน้ำตาลกับไนโตรเจนตำแหน่งที่ 1 ของไพริมิดีน หรือ ไนโตรเจนตำแหน่งที่ 9 ของเพียวรีน ปฏิกิริยาการเกิดนิวคลีโอไซด์จะมีการสูญเสียน้ำออกไป 1 โมเลกุลพันธะโควาเลนต์ระหว่างน้ำตาลกับเบสเป็นพันธะที่เชื่อมระหว่างคาร์บอนตำแหน่งที่ 1 ของน้ำตาลกับไนโตรเจนตำแหน่งที่ 1 ของไพริมิดีน หรือไนโตรเจนตำแหน่งที่ 9 ของพิวรีน ส่วนหมู่ฟอสเฟตนั้นจับกับน้ำตาลที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 5
ไกลโคซิดิคชนิดเบต้า ( β-N-glycosidic linkage) ซึ่งเกิดระหว่างคาร์บอนตำแหน่งที่ 1 ( 1/) ของน้ำตาลกับไนโตรเจนตำแหน่งที่ 1 ของไพริมิดีน หรือ ไนโตรเจนตำแหน่งที่ 9 ของเพียวรีน ปฏิกิริยาการเกิดนิวคลีโอไซด์จะมีการสูญเสียน้ำออกไป 1 โมเลกุลพันธะโควาเลนต์ระหว่างน้ำตาลกับเบสเป็นพันธะที่เชื่อมระหว่างคาร์บอนตำแหน่งที่ 1 ของน้ำตาลกับไนโตรเจนตำแหน่งที่ 1 ของไพริมิดีน หรือไนโตรเจนตำแหน่งที่ 9 ของพิวรีน ส่วนหมู่ฟอสเฟตนั้นจับกับน้ำตาลที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 5
ไรโบนิวคลีโอไทด์ และดีออกซีไรโบนิวคลีโอไทด์ นิวคลีโอไซด์ที่เกิดจากไนโตรเจนเบสสร้างพันธะกับน้ำตาลไรโบส เรียกว่า ไรโบนิวคลีโอไซด์นิวคลีโอไซด์ที่เกิดจากไนโตรเจนเบสสร้างพันธะกับน้ำตาลดีออกซีไรโบส เรียกว่า ดีออกซีนิวคลีโอไซด์
คำถาม
1.กรดนิวคลีอิกถูกค้นพบครั้งแรกในนิวเคลียสของเซลล์มีกี่ชนิด
