Általánosság
A nukleotidok azok a szerves molekulák, amelyek a DNS és RNS nukleinsavakat alkotják.
A nukleinsavak alapvető fontosságú biológiai makromolekulák az élő szervezet túlélése szempontjából, és a nukleotidok építőkövei.
Minden nukleotidnak általános szerkezete van, amely három molekuláris elemet tartalmaz: egy foszfátcsoportot, egy pentózt (azaz 5 szénatomos cukrot) és egy nitrogénbázist.
A DNS -ben a pentóz dezoxiribóz; az RNS -ben viszont ribóz.
A dezoxiribóz jelenléte a DNS -ben és a ribóz az RNS -ben jelenti a fő különbséget a két nukleinsavat alkotó nukleotidok között.
A második fontos különbség a nitrogénbázisokat érinti: a DNS és az RNS nukleotidjai közül csak a közös a 4 -ből származó 4 nitrogénbázis közül.
Mik azok a nukleotidok?
A nukleotidok a DNS és az RNS nukleinsavak monomerjeit alkotó szerves molekulák.
Egy másik definíció szerint a nukleotidok azok a molekuláris egységek, amelyek a DNS és az RNS nukleinsavakat alkotják.
A kémiai és biológiai monomerek olyan molekuláris egységeket határoznak meg, amelyek hosszú lineáris láncokba rendezve nagy molekulákat (makromolekulákat) képeznek, ismertebb nevén polimereket.
Általános szerkezet
A nukleotidok molekuláris szerkezete három elemből áll:
- Foszfátcsoport, amely a foszforsav származéka;
- 5 szénatomos cukor, azaz pentóz;
- Nitrogénbázis, amely aromás heterociklusos molekula.
A pentóz a nukleotidok központi elemét képviseli, mivel a foszfátcsoport és a nitrogénbázis kötődik hozzá.
Ábra: Elemek, amelyek egy nukleinsav általános nukleotidját alkotják. Amint látható, a foszfátcsoport és a nitrogénbázis kötődik a cukorhoz.
A kémiai kötés, amely a pentózt és a foszfátcsoportot összetartja, egy foszfodiészter kötés (vagy foszfodiészter kötés), míg a kémiai kötés, amely a pentózt és a nitrogénbázist köti, egy N-glikozidos kötés (vagy N-glikozidos kötés).
A PENTOSO MILYEN SZÉNEI VONATKOZNAK A VÁLTOZÓ LINKEKBEN?
Feltevés: a vegyészek úgy gondolták, hogy számozzák a szerves molekulákat alkotó széneket, oly módon, hogy egyszerűsítsék tanulmányukat és leírásukat. Itt tehát a pentóz 5 szénatomja: szén 1, szén 2, szén 3, szén 4 és szén 5 lesz. A számok hozzárendelésének kritériuma meglehetősen bonyolult, ezért helyénvalónak tartjuk ezt kihagyni.
A nukleotidok pentózját alkotó 5 szén közül a nitrogénbázissal és a foszfátcsoporttal kötésben részt vevő szénatom 1 és szén 5.
- Pentózszén 1 → N-glikozidos kötés → nitrogénbázis
- Pentóz szén 5 → foszfodiészter kötés → foszfátcsoport
A nukleotidok foszfátcsoporttal rendelkező nukleozidok
Ábra: A pentóz szerkezete, az alkotó szénatomok számozása és a nitrogénbázissal és foszfátcsoporttal való kötése.
A foszfátcsoport -elem nélkül a nukleotidok nukleozidokká válnak.
A nukleozid valójában egy szerves molekula, amely a pentóz és a nitrogénbázis egyesüléséből származik.
Ez a megjegyzés megmagyarázza a nukleotidok néhány definícióját, amelyek azt állítják: "a nukleotidok olyan nukleozidok, amelyek egy vagy több foszfátcsoportot kötnek az 5 -ös szénatomhoz".
Különbség a DNS és az RNS között
A DNS és az RNS nukleotidjai szerkezeti szempontból különböznek egymástól.
A fő különbség a pentózban rejlik: a DNS -ben a pentóz dezoxiribóz; az RNS -ben viszont ribóz.
A dezoxiribóz és a ribóz csak egy atom esetében különböznek egymástól: valójában egy oxigénatom hiányzik a dezoxiribóz 2. szénjéből (NB: c "csak hidrogénatom), ami éppen ellenkezőleg, jelen van a ribóz 2. szénén (NB: itt az oxigén egy hidrogénhez kapcsolódik, és hidroxilcsoportot (OH) képez.
Ennek a különbségnek önmagában óriási biológiai jelentősége van: a DNS az a genetikai örökség, amelytől egy élő szervezet sejtjeinek fejlődése és megfelelő működése függ; Az RNS viszont a biológiai makromolekula, amely elsősorban a DNS -gének kódolásáért, dekódolásáért, szabályozásáért és expresszálásáért felelős.
A másik fontos különbség a DNS és az RNS nukleotidok között a nitrogénbázisokra vonatkozik.
Ennek a második egyenlőtlenségnek a teljes megértéséhez egy kis lépést kell hátrálni.
Ábra: 5 szénatomos cukrok, amelyek az RNS (ribóz) és a DNS (dezoxiribóz) nukleotidjait alkotják.
A nitrogénbázisok szerves természetű molekulák, amelyek nukleinsavakban a különböző típusú nukleotidok megkülönböztető eleme. cukor-foszfát csoport váza változatlan marad.
Mind a DNS -ben, mind az RNS -ben a lehetséges nitrogénbázisok 4, ezért a nukleotidok típusai mindegyikben 4.
Visszatérve a második fontos különbséghez a DNS és az RNS nukleotidjai között, e két nukleinsavnak csak négy közös nitrogénbázisa van. Ebben az esetben az adenin, a guanin és a citozin a 3 nitrogénbázis. mind a DNS, mind az RNS; a timin és az uracil a DNS negyedik nitrogénbázisát és az RNS negyedik bázisát jelenti.
Ezért a pentóztól eltekintve a DNS -nukleotidok és az RNS -nukleotidok 4 -ből 3 típus esetében azonosak.
Nitrogénbázisok tagsági osztályai
Az adenin és a guanin a purinok néven ismert nitrogénbázisok osztályába tartozik. A purinok kettős gyűrűs aromás heterociklusos vegyületek.
A timin, a citozin és az uracil viszont a nitrogénbázisok osztályába tartoznak, amelyeket pirimidineknek neveznek.A pirimidinek egygyűrűs aromás heterociklusos vegyületek.
A DNS ÉS RNS NUKLEOTIDOK MÁS NEVE
A dezoxiribóz cukrot tartalmazó nukleotidok, azaz a DNS nukleotidok a dezoxiribonukleotidok alternatív nevét kapják, éppen a fent említett cukor jelenléte miatt.
Hasonló okokból kifolyólag a cukor -ribózhoz tartozó nukleotidok, azaz az RNS nukleotidjai felváltják a ribonukleotidok alternatív nevét.
- Dezoxiribonukleotid adenin
- Guanin -dezoxiribonukleotid
- Dezoxiribonukleotid citozin
- Timin dezoxiribonukleotid
- Ribonukleotid adenin
- Guanin ribonukleotid
- Citozin ribonukleotid
- Uracil ribonukleotid
Szervezet a nukleinsavakban
A nukleinsavak összeállításakor a nukleotidok hosszú láncokba rendeződnek, hasonlóan a láncokhoz.
Mindegyik, ezeket a hosszú szálakat alkotó nukleotid foszfodiészter -kötés révén kötődik a következő nukleotidhoz a pentózja 3. szénszáma és a közvetlenül azt követő nukleotid foszfátcsoportja között.
A EXTREMITIES
A nukleotidszálak (vagy nukleotidszálak), amelyek nukleinsavakat alkotnak, két véggel rendelkeznek, az úgynevezett 5 "végű (olvassuk" öt végű prím ") és 3" végű (olvasható "három végű prím"). Megállapodás szerint a biológusok és a genetikusok megállapították, hogy az "5. vég" egy nukleinsavat alkotó szál fejét jelenti, míg a "3. vég" a farkát.
Kémiai szempontból az "5 vég" egybeesik a lánc első nukleotidjának foszfátcsoportjával, míg a "3 vége" egybeesik az utolsó nukleotid 3. szénén elhelyezett hidroxilcsoporttal (OH).
E szervezet alapján írják le a genetikai és molekuláris biológiai könyvekben a nukleotidszálakat a következőképpen: P -5 "→ 3" -OH.
* Megjegyzés: a P betű a foszfátcsoport foszforatomot jelöli.
Biológiai szerep
A gének expressziója a DNS nukleotidszekvenciától függ. A gének többé -kevésbé hosszú DNS -szegmensek (azaz nukleotidszegmensek), amelyek tartalmazzák a fehérjék szintéziséhez szükséges információkat. Az aminosavakból álló fehérjék biológiai makromolekulák, alapvető szerepet játszanak a szervezet sejtmechanizmusainak szabályozásában.
Egy adott gén nukleotidszekvenciája határozza meg a rokon fehérje aminosavszekvenciáját.
