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 גרעין | שם מלא באנגלית | שם מלא בעברית | תיאור |
| חומצות הגרעין העיקריות | |||
| DNA | Deoxyribonucleic acid | חומצה דאוקסיריבונוקלאית | החומר התורשתי הבסיסי והקבוע בכל תא |
| gDNA | Genomic DNA | DNA גנומי | ציון זה בא להבדיל בין DNA טבעי ובין cDNA (ראו בהמשך) |
| dsDNA | Double-stranded DNA | DNA דו-גדילי | הצורה בה מופיע DNA בכל התאים |
| ssDNA | Single-stranded DNA | DNA חד-גדילי | צורה מיוחדת של DNA המופיעה במספר נגיפים |
| ncDNA | Non-coding DNA | DNA לא-מקודד | שם כולל לכל מקטעי ה-DNA שאינם מקודדים לחלבון |
| RNA | Ribonucleic acid | חומצה ריבונוקלאית | שלב המעבר מ-DNA לחלבון; כולל סוגים רבים |
| mRNA | Messenger RNA | RNA שליח | מסונתז לפי תבנית ה-DNA ומכיל את הקוד הישיר לייצור חלבונים |
| pre-mRNA | Precursor mRNA | קדם RNA שליח | mRNA טרם תהליכי שחבור ועיבוד (בעיקר באיקריוטים) |
| hnRNA | Heterogeneous nuclear RNA | RNA גרעיני הטרוגני | שם נוסף ל-pre-mRNA |
| ssRNA | Single-stranded RNA | RNA חד-גדילי | הצורה בה מופיע RNA בכל התאים |
| dsRNA | Double-stranded RNA | RNA דו-גדילי | צורה מיוחדת של RNA המופיעה במספר נגיפים |
| mtDNA | Mitochondrial DNA | DNA מיטוכונדריאלי | DNA המצוי במיטוכונדריה של תאים איקריוטיים |
| ctDNA | Chloroplast DNA | DNA כלורופלסטי | DNA המצוי בכלורופלסטים בתאי צמח |
| RNA לא-מקודד (ncRNA ,Non-coding RNA) או RNA קטן (sRNA ,Small RNA) | |||
| rRNA | Ribosomal RNA | RNA ריבוזומלי | מהווה את המרכיב העיקרי של הריבוזומים, המבנים בהם מיוצרים החלבונים |
| pre-rRNA | Ribosomal RNA | קדם RNA ריבוזומלי | rRNA מיד לאחר שעתוקו, לפני חיתוכו ועיבודו |
| tRNA | Transfer RNA | RNA מעביר, RNA מוביל |
צד חומצות אמינו בתא ומעבירן אל הריבוזום לשם ייצור חלבונים |
| siRNA | Short interfering RNA | RNA קצר מפריע | גדילי RNA קצרים (כ-20 נוקלאוטידים) הנצמדים ל-mRNA ומונעים סינתזת חלבון |
| miRNA | MicroRNA | מיקרו RNA | גדילי RNA קצרים (כ-20 נוקלאוטידים) הנצמדים ל-mRNA ומונעים סינתזת חלבון |
| lncRNA | long non-coding RNA | RNA ארוך שאינו מקודד | גדילי RNA ארוכים (מעל 200 נוקלאוטידים) המבקרים תהליכים רבים בתא כשעתוק ותרגום |
| snRNA | Small nuclear RNA | RNA גרעיני קטן | גדילי RNA קצרים המצויים בגרעין התא ומשתתפים בתהליכי עיבוד RNA |
| snoRNA | Small nucleolar RNA | RNA גרעינוני קטן | גדילי RNA קצרים המצויים בגרעינון ומשתתפים בתהליכי עיבוד RNA |
| gRNA | Guide RNA | RNA מדריך | גדילי RNA קצרים הממשתתפים בתהליכי עיבוד RNA במספר יצורים |
| sgRNA | Small guide RNA | RNA מדריך קטן | שם נוסף ל-gRNA |
| piRNA | Piwi-interacting RNA | RNA | - |
| חומצות גרעין טבעיות נוספות | |||
| T-DNA | Transfer DNA | DNA מעביר | מקטע DNA המועבר מחיידקי Agrobacterium tumefaciens לתאי צמחים |
| rDNA | Ribosomal DNA | DNA ריבוזומלי | אזור ב-DNA המקודד ל-rRNA |
| חומצות גרעין מלאכותיות | |||
| amiRNA | Artificial MicroRNA | מיקרו RNA מלאכותי | מיקרו RNA המיוצר במעבדה ומשמש למניעת סינתזת חלבונים |
| cDNA | Complementary DNA | DNA משלים | DNA המיוצר מתבנית של mRNA; מצוי גם באופן טבעי במספר נגיפים |
| PNA | Peptide nucleic acid | חומצת גרעין פפטידית | מורכב משלד פפטידי (נגזרות של גליצין) הקשורות לבסיסים חנקניים הזהים לאלו שב-DNA |
קישורים חיצוניים
| מיזמי קרן ויקימדיה |
|---|
 ערך מילוני בוויקימילון: חמצת גרעין |