Протеини и нуклеинови киселини

 

Аминокиселини и протеини
 
Протеините са изградени от 20 основни и 5 редки аминокиселини.
Всички 20 аминокиселини имат една и съща основа (радикал), посочена в този текст като R и имат химическа структура NH3-CH-CO2:

Глицин (гли)

NH3-CH2-CO2

            R

            |

            H

         

Аланин (ала)

NH3-CH-CH3-CO2

            R

            |

            CH3

         

Валин (вал)

NH3-CH-CH-CH3-CH3-CO2

            R

            |

            CH

           / \

        H3C   CH3

         

Изолейцин (илей)

NH3-CH-CH-CH3-CH2-CH3-CO2

            R

            |

            CH

           / \

        H2C   CH3

         /

      H3C

         

Лейцин (лей)

NH3-CH-CH2-CH-CH3-CH3-CO2

            R

            |

            CH2

            |

            CH

           / \

        H3C   CH3

         

Серин (сер)

NH3-CH-CH2-OH-CO2

            R

            |

            CH2

            |

            OH

         

Треонин (тре)

NH3-CH-HCOH-CH3-CO2

             R

             |

            HC-OH

             |

             CH3

         

Пролин (про)

NH3-CH-(CH2)3-CO2

           R--CH2

           |  |

          H2C-CH2

         

Цистеин (цис)

NH3-CH-CH2-SH-CO2

            R

            |

            CH2

            |

            SH

         

Метионин (мет)

NH3-CH-(CH2)2-S-CH3-CO2

            R

            |

           (CH2)2

            |

            S

            |

            CH3

         

Лизин (лиз)

NH3-CH-(CH2)4-NH2-CO2

            R

            |

           (CH2)4

            |

            NH2

         

Аргилин (арг)

NH3-CH-(CH2)3-NH-C-NH2-NH-CO2

            R

            |

           (CH2)3

            |

            NH

            |

            C

           / \\

         HN   NH2

         

Аспарагинова киселина (асп)

NH3-CH-CH2-COOH-CO2

            R

            |

            CH2

            |

            COOH

         

Аспарагин (асн)

NH3-CH-CH2-CONH2-CO2

            R

            |

            CH2

            |

            CONH2

         

Глутаминова киселина (глу)

NH3-CH-(CH2)2-COOH-CO2

            R

            |

            (CH2)2

            |

            COOH

         

Глутамин (глн)

NH3-CH-(CH2)2-COOH-CO2

            R

            |

            (CH2)2

            |

            CONH2

         

Фенилаланин (фен)

NH3-CH-CH2-б/к-CO2

            R

            |

            CH2

            |

           / \\

          ||  |

           \ //

         

Тирозин (тир)

NH3-CH-CH2-б/к-OH-CO2

            R

            |

            CH2

            |

           / \\

          ||  |

           \ //

            |

            OH

         

Триптофан (три)

NH3-CH-CH2-C-CH-NH-б/к-CO2

            R

            |

            CH2

            |

            C=CH

            |  \

            |   NH

            |  /

            ---

           // \\

           \   /

            ===

         

Гистидин (гис)

NH3-CH-CH2-COOH-CO2

            R

            |

            CH2

            |

            C

          /  \\

        HN    CH

          \   /

          HC=N

         

 

Нуклеинови киселини (ДНК и РНК), нуклеозиди и нуклеотиди
ДНК ( дезоксирибонуклеинова киселина) и РНК (рибонуклеинова киселина) са линейни полимери, състоящи се от идентични единици (нуклеотиди), като са съставени предимно от атомите на водорода, въглерода, кислорода, азота и фосфора. Всички атоми, с изключение на водорода са свързани доста добре и не се разтварят във вода. Всеки нуклеотид се състои от фосфатна група, рибоза и азотна база.
Нуклеотидните единици, свързани помежду си чрез фосфатните групи образуват верига с дължина от една малка част от микрометра при бактериите и вирусите, до няколко сантиметра при хората, и повече от 10 см при някои други еукариотите.
Молекулата на ДНК се състои от 4 основни азотни бази: аденин (А), гуанин (G), цитозин (C) и тимин (T). Всяка от тях е свързана с P-дезокси рибоза. Продуктът на съединението между азотните бази и рибозата се нарича нуклеозиден.
Модел на ДНК построен през 1953 г. от Джеймс Уотсън и Франсис Крийк
 
Между всяка рибоза има фосфатна група. В ДНК молекулите на цитозина се свързват с тези на тимина, а тези на аденина с тези на гуанина, за да образуват двойната спирала. Свързването се дължи главно на взаимодействието между амидогрупата -C (O) NH2 от една ДНК молекула с една амидогрупа от друга молекула на ДНК. 
Някои характеристики или черти, са резултат от взаимодействието с околната среда, а други се определят от генетичния материал в хромозомите. Хромозомите са пазителите на генетичния материал на еукариотните клетки. Организмът има един и същ брой хромозоми през целия си живот. Хромозомите се намират в ядрото на всяка клетка. Те дават насоки за това как трябва да функционира клетката и определят начина по който трябва да изглежда вески организъм (т.н.  „хокс” гени). Наследствеността е преминаването на ДНК от хромозомите на едно поколение към хромозомите на следващото. Хромозомите в тялото ни са по двойки (23 на брой). Една хромозома от всяка двойка идва от майката (Х-хромозома) и една от бащата (Y-хромозома). Всеки мъж притежава 1 Х и 1 Y хромозоми, а всяка жени 2 Х-хромозоми.  Има много гени в рамките на всяка хромозома. Техния общ брой в организма е около 30 000. Различните гени определят различните черти. За всеки ген може да има много разновидности. Например един ген може да каже на тялото, че очите трябва да са сини, а друг казва, че очите трябва да са кафяви. (Доминантния ген определя действителния цвят на очите при всеки човек). Всеки вид ген се нарича алел.
Може да има много видове алели за всеки тип ген. Всяко животно или растение има два алела от всеки ген. Единия алел се наследява от майката, а другият от бащата. Това означава, че всеки организъм има две разновидности на всеки ген, но те може и да не са от един и същ тип.
РНК молекулите се различават от ДНК молекулите, по това че вместо тимин, съдържат друга азотна база- урацил (U). Те също така вместо P-дезоксирибоза съдържат D-рибоза . РНК има основна роля при синтеза на белтъците. 
ДНК и РНК се допълват взаимно в предаването на наследствените черти между поколенията.