нуклеотида

општост

Нуклеотиди су органски молекули који чине ДНК и РНК нуклеинских киселина.

Нуклеинске киселине су биолошки макромолекули од фундаменталног значаја за опстанак живог организма, а нуклеотиди су градивни блокови који их сачињавају.

Сви нуклеотиди имају општу структуру која укључује три молекуларна елемента: фосфатну групу, пентозу (тј. Шећер са 5 атома угљеника) и азотну базу.

У ДНК пентоза је дезоксирибоза; у РНК, међутим, то је рибоза.

Присуство деоксирибозе, у ДНК, и рибозе, у РНК, представља главну разлику која постоји између нуклеотида који чине ове две нуклеинске киселине.

Друга важна разлика односи се на азотне базе: нуклеотиди ДНК и РНК имају заједничко између њих само 3 од 4 азотне базе повезане са њима.

Шта су нуклеотиди?

Нуклеотиди су органски молекули који сачињавају мономере ДНК и РНК нуклеинских киселина .

Према другој дефиницији, нуклеотиди су молекуларне јединице које чине ДНК и РНК нуклеинских киселина.

Хемијски и биолошки мономери дефинишу молекуларне јединице које се, распоређене у дуге линеарне ланце, састоје од великих молекула ( макромолекула ), боље познатих као полимери .

Генерал струцтуре

Нуклеотиди имају молекуларну структуру која укључује три елемента:

• 1. Фосфатна група, која је дериват фосфорне киселине;
• Шећер са 5 атома угљеника, то је пентоза ;
• Азотна база, која је ароматична хетероциклична молекула.

Пентоза је централни елемент нуклеотида, јер се на њега везују фосфатна група и азотна база.

Слика: Елементи који чине генерички нуклеотид нуклеинске киселине. Као што се може видети, фосфатна група и азотна база везани су за шећер.

Хемијска веза која држи пентозу и фосфатну групу заједно је фосфодиестарска веза (или веза фосфодиестарског типа), док је хемијска веза која обједињује пентозу и азотну базу Н-гликозидна веза (или Н-гликозидна веза) ).

КАКО СУ ПЕНТОСОВИ КАРБОНИ УКЉУЧЕНИ У РАЗЛИЧИТЕ КРАВЕ?

Премиса: хемичари су мислили да нумеришу угљеве који чине органске молекуле, на начин да поједноставе њихово проучавање и опис. Овде, дакле, да 5 угљева пентозе постану: угљеник 1, угљеник 2, угљеник 3, угљеник 4 и угљеник 5. Критеријум за додјељивање бројева је прилично сложен, стога сматрамо да је прикладно изоставити га.

Од 5 угљена који формирају пентозу нуклеотида, они који су укључени у везе са азотном базом и фосфатном групом су, редом, угљеник 1 и угљеник 5 .

• Пентозни угљеник 1 → Н-гликозидна веза → азотна база
• Пентоза угљеник 5 → фосфодиестерска веза → фосфатна група

НУКЛЕОТИДИ СУ НУКЛЕОСИДИ СА ФОСФАТСКОМ ГРУПОМ

Слика: Структура пентозе, нумерација њених саставних угљеника и везе са азотном базом и фосфатном групом.

Без елемента фосфатне групе, нуклеотиди постају нуклеозиди .

Нуклеозид је, у ствари, органски молекул, који потиче из везе између пентозе и азотне базе.

Ова напомена служи да објасни неке дефиниције нуклеотида, које наводе: "нуклеотиди су нуклеозиди који имају једну или више фосфатних група везаних за угљеник 5".

Разлика између ДНК и РНК

Нуклеотиди ДНК и РНК се разликују једни од других са структурне тачке гледишта.

Главна разлика лежи у пентози : у ДНК пентоза је дезоксирибоза ; у РНК, међутим, то је рибоза .

Деоксиорибоза и рибоза су различити само за један атом: у ствари, на угљенику 2 дезоксирибозе недостаје атом кисеоника (НБ: постоји само један водоник), који је, напротив, присутан на угљенику 2 рибозе (НБ: овде, кисеоник спаја водоник, формирајући хидроксилну групу ОХ).

Само ова разлика има огроман биолошки значај: ДНК је генетско наслеђе на коме зависи развој и адекватно функционисање ћелија живог организма; РНА, с друге стране, је биолошка макромолекула која је углавном одговорна за кодирање, декодирање, регулацију и експресију ДНА гена.

Друга важна разлика између ДНК и РНК нуклеотида односи се на азотне базе .

Да би у потпуности разумели ову другу неједнакост, потребно је направити мали корак назад.

Слика: шећери са 5 угљеника који чине нуклеотиде РНК (рибоза) и ДНК (деоксирибоза).

Азотне базе су молекули органске природе, који у нуклеинским киселинама представљају препознатљив елемент различитих типова конститутивних нуклеотида. У ствари, у нуклеотидима ДНК, као иу РНК нуклеотидима, једини променљиви елемент је азотна база; костур групе шећер-фосфат остаје непромењен.

И у ДНК и у РНК постоје 4 могуће азотне базе; стога су типови нуклеотида, за сваку нуклеинску киселину, укупно 4.

Рекавши да, враћајући се на другу важну разлику између ДНК и РНК нуклеотида, ове две нуклеинске киселине имају заједничко само 3 азотне базе од 4. У овом случају, аденин, гванин и цитозин су три азотне базе. присутни у ДНК и РНА; с друге стране, тимин и урацил су четврта азотна база ДНК и четврта база РНК.

Дакле, осим пентозе, ДНК нуклеотиди и РНК нуклеотиди су једнаки за 3 од 4 типа.

Класе којима припадају азотне базе

Аденин и гванин спадају у класу азотних база, познатих као пурини . Пурини су ароматична хетероцикличка једињења са двоструким прстеном.

С друге стране, тимин, цитозин и урацил припадају класи азотних база, познатих као пиримидини . Пиримидини су ароматична хетероцикличка једињења са једним прстеном.

ДРУГО ИМЕ НУКЛЕОТИДА ДНК И РНК

Нуклеотиди са дезоксирибозним шећером, тј. Нуклеотиди ДНК, узимају алтернативни назив деоксирибонуклеотида, управо због присуства горе поменутог шећера.

Из сличних разлога, нуклеотиди са шећером рибозе, тј. РНК нуклеотиди, узимају алтернативни назив рибонуклеотида .

Организација нуклеинске киселине

У састављању нуклеинске киселине, нуклеотиди се организују у дуге нити, слично ланцима.

Сваки нуклеотид који формира ове дуге нити се везује за следећи нуклеотид, помоћу фосфодиестерске везе између угљеника 3 његове пентозе и фосфатне групе одмах следећег нуклеотида.

ТХЕ ЕНДС

Нуклеотидни филаменти (или нуклеотидни филаменти), који сачињавају нуклеинске киселине, имају два краја, позната као 5 'крај (прво се чита "врх 5") и крај 3' (прво се чита "тип три први"). По договору, биолози и генетичари су утврдили да 5 ' крај представља главу филамента који формира нуклеинску киселину, док 3' крај представља његов реп .

Са хемијске тачке гледишта, 5 'крај се поклапа са фосфатном групом првог нуклеотида ланца, док се 3' крај поклапа са хидроксилном групом (ОХ) смештеном на угљенику 3 последњег нуклеотида.

На основу ове организације, нуклеотидни филаменти су описани у генетским и биолошким молекуларним књигама: П-5 '→ 3'-ОХ.

* Напомена: слово П означава атом фосфора групе фосфата.

Биолошка улога

Експресија гена зависи од ДНА нуклеотидне секвенце. Гени су више или мање дуги сегменти ДНК (тј. Нуклеотидни сегменти), који садрже информације неопходне за синтезу протеина . Састављене од аминокиселина, протеини су биолошки макромолекули, који играју основну улогу у регулисању ћелијских механизама организма.

Нуклеотидна секвенца датог гена специфицира аминокиселинску секвенцу сродног протеина.