Yleisyys
Nukleotidit ovat orgaanisia molekyylejä, jotka muodostavat DNA- ja RNA -nukleiinihapot.
Nukleiinihapot ovat biologisia makromolekyylejä, joilla on ratkaiseva merkitys elävän organismin selviytymiselle, ja nukleotidit ovat niiden rakennuspalikoita.
Kaikilla nukleotideilla on yleinen rakenne, joka sisältää kolme molekyylielementtiä: fosfaattiryhmän, pentoosin (eli 5-hiilisokerin) ja typpiemäksen.
DNA: ssa pentoosi on deoksiriboosi; RNA: ssa sitä vastoin se on riboosia.
Deoksiriboosin läsnäolo DNA: ssa ja riboosi RNA: ssa edustaa pääasiallista eroa näiden kahden nukleiinihapon muodostavien nukleotidien välillä.
Toinen tärkeä ero koskee typpiemäksiä: DNA: n ja RNA: n nukleotideilla on yhteistä vain 3 niihin liittyvistä neljästä typpiemäksestä.
Mitä ovat nukleotidit?
Nukleotidit ovat orgaanisia molekyylejä, jotka muodostavat DNA- ja RNA -nukleiinihappojen monomeerit.
Toisen määritelmän mukaan nukleotidit ovat molekyyliyksiköitä, jotka muodostavat nukleiinihappojen DNA: n ja RNA: n.
Kemialliset ja biologiset monomeerit määrittelevät molekyyliyksiköitä, jotka on järjestetty pitkiin lineaarisiin ketjuihin ja muodostavat suuria molekyylejä (makromolekyylejä), jotka tunnetaan paremmin polymeereinä.
Yleinen rakenne
Nukleotideilla on molekyylirakenne, joka sisältää kolme elementtiä:
- Fosfaattiryhmä, joka on fosforihapon johdannainen;
- Sokeri, jossa on 5 hiiliatomia, eli pentoosi;
- Typpipitoinen emäs, joka on aromaattinen heterosyklinen molekyyli.
Pentoosi edustaa nukleotidien keskeistä elementtiä, koska fosfaattiryhmä ja typpipitoinen emäs sitoutuvat siihen.
Kuva: Elementit, jotka muodostavat nukleiinihapon geneerisen nukleotidin. Kuten voidaan nähdä, fosfaattiryhmä ja typpiemäs sitoutuvat sokeriin.
Kemiallinen sidos, joka pitää pentoosin ja fosfaattiryhmän yhdessä, on fosfodiesterisidos (tai fosfodiesterisidos), kun taas kemiallinen sidos, joka sitoo pentoosin ja typpiemäksen, on N-glykosidisidos (tai N-glykosidisidos).
MIHIN PENTOSOn HIILIIN LIITTYY Erilaisia linkkejä?
Lähtökohta: kemistit ovat ajatelleet numeroida orgaanisten molekyylien muodostavat hiilit siten, että niiden tutkimus ja kuvaus on yksinkertaisempaa. Tässä siis, että pentoosin 5 hiilestä tulee: hiili 1, hiili 2, hiili 3, hiili 4 ja hiili 5. Numeroiden myöntämisperuste on melko monimutkainen, joten katsomme aiheelliseksi jättää se pois.
Niistä viidestä hiilestä, jotka muodostavat nukleotidien pentoosin, typpiemäksen ja fosfaattiryhmän sidoksissa mukana olevat hiili 1 ja hiili 5.
- Pentoosihiili 1 → N-glykosidisidos → typpiemäs
- Pentoosihiili 5 → fosfodiesterisidos → fosfaattiryhmä
NUKLEOTIIDIT OVAT NUKLEOSIIDIT, JOILLA FOSFAATTIRYHMÄ
Kuva: Pentoosin rakenne, sen ainesosien numerointi ja sidokset typpiemäksen ja fosfaattiryhmän kanssa.
Ilman fosfaattiryhmäelementtiä nukleotidit muuttuvat nukleosideiksi.
Nukleosidi on itse asiassa orgaaninen molekyyli, joka on peräisin pentoosin ja typpipitoisen emäksen välisestä liitosta.
Tämän huomautuksen tarkoituksena on selittää joitain nukleotidien määritelmiä, joissa todetaan: "nukleotidit ovat nukleosideja, joissa on yksi tai useampi fosfaattiryhmä sitoutunut hiileen 5".
Ero DNA: n ja RNA: n välillä
DNA: n ja RNA: n nukleotidit eroavat toisistaan rakenteelliselta kannalta.
Suurin ero on pentoosissa: DNA: ssa pentoosi on deoksiriboosi; RNA: ssa sitä vastoin se on riboosia.
Deoksiribroosi ja riboosi eroavat vain yhdestä atomista: itse asiassa deoksiribroosin hiilestä 2 puuttuu happiatomi (HUOM: c "on vain vety), joka päinvastoin on läsnä riboosin hiilessä 2 (HUOM: tässä happi liittyy vetyyn muodostaen hydroksyyliryhmän (OH).
Tällä erolla yksin on valtava biologinen merkitys: DNA on geneettinen perintö, josta elävän organismin solujen kehitys ja riittävä toiminta riippuvat; RNA on toisaalta biologinen makromolekyyli, joka on pääasiassa vastuussa DNA -geenien koodaamisesta, dekoodauksesta, säätelemisestä ja ilmentämisestä.
Toinen tärkeä ero DNA- ja RNA -nukleotidien välillä koskee typpipitoisia emäksiä.
Tämän toisen eriarvoisuuden ymmärtämiseksi on otettava pieni askel taaksepäin.
Kuva: 5-hiiliset sokerit, jotka muodostavat RNA: n (riboosi) ja DNA: n (deoksiriboosi) nukleotidit.
Typpiemäkset ovat luonteeltaan orgaanisia molekyylejä, jotka nukleiinihapoissa edustavat erityyppisiä ainesosia sisältäviä nukleotideja. sokeri-fosfaattiryhmän luuranko pysyy muuttumattomana.
Sekä DNA: ssa että RNA: ssa mahdolliset typpiemäkset ovat 4; siksi kunkin nukleiinihapon nukleotidityypit ovat kaikissa 4.
Palatessamme toiseen merkittävään eroon DNA: n ja RNA: n nukleotidien välillä, näillä kahdella nukleiinihapolla on yhteistä vain 3 neljästä typpiemäksestä. Tässä tapauksessa adeniini, guaniini ja sytosiini ovat kolme typpipitoista emästä. sekä DNA että RNA; tymiini ja urasiili ovat toisaalta DNA: n neljäs typpipitoinen emäs ja RNA: n neljäs emäs.
Siksi pentoosia lukuun ottamatta DNA -nukleotidit ja RNA -nukleotidit ovat samat kolmella neljästä tyypistä.
Typpipitoisten emästen jäsenluokat
Adeniini ja guaniini kuuluvat typpipitoisten emästen luokkaan, joita kutsutaan puriineiksi. Puriinit ovat kaksirenkaisia aromaattisia heterosyklisiä yhdisteitä.
Tymiini, sytosiini ja urasiili puolestaan kuuluvat typpiemästen luokkaan, joita kutsutaan pyrimidiineiksi.Pyrimidiinit ovat yksirenkaisia aromaattisia heterosyklisiä yhdisteitä.
MUU DNA- JA RNA -NUKLEOTIDIEN NIMI
Deoksiriboosisokeria sisältävät nukleotidit eli DNA -nukleotidit käyttävät vaihtoehtoista nimeä deoksiribonukleotidit nimenomaan edellä mainitun sokerin läsnäolon vuoksi.
Samoista syistä sokeririboosin sisältämät nukleotidit, toisin sanoen RNA: n nukleotidit, saavat ribonukleotidien vaihtoehtoisen nimen.
- Deoksiribonukleotidi -adeniini
- Guaniinideoksiribonukleotidi
- Deoksiribonukleotidi sytosiini
- Deoksiribonukleotidi tymiini
- Ribonukleotidiadeniini
- Guaniiniribonukleotidi
- Sytosiinin ribonukleotidi
- Uracil -ribonukleotidi
Organisaatio nukleiinihapoissa
Nukleiinihappoa muodostettaessa nukleotidit järjestäytyvät ketjujen kaltaisiksi pitkiksi juosteiksi.
Jokainen nukleotidi, joka muodostaa nämä pitkät juosteet, sitoutuu seuraavaan nukleotidiin fosfodiesterisidoksen avulla sen pentoosin hiilen 3 ja välittömästi seuraavan nukleotidin fosfaattiryhmän välillä.
EXTREMITIES
Nukleiinihapposäikeillä (tai nukleotidiketjuilla), jotka muodostavat nukleiinihappoja, on kaksi päätä, jotka tunnetaan 5 "-päänä (lue" viisi päätä ") ja 3" päässä (lue "kolme päätä"). Sopimuksen mukaan biologit ja geneettiset tutkijat ovat todenneet, että "pää 5" edustaa nukleiinihappoa muodostavan säikeen päätä ja "pää 3" sen häntää.
Kemiallisesta näkökulmasta "5 -pää" on sama kuin ketjun ensimmäisen nukleotidin fosfaattiryhmä, kun taas "3 -pää" on sama kuin hydroksyyliryhmä (OH), joka on sijoitettu viimeisen nukleotidin hiilelle 3.
Tämän organisaation perusteella genetiikkaa ja molekyylibiologiaa koskevissa kirjoissa nukleotidisäikeet kuvataan seuraavasti: P -5 "→ 3" -OH.
* Huomaa: kirjain P osoittaa fosfaattiryhmän fosforiatomin.
Biologinen rooli
Geenien ilmentyminen riippuu DNA -nukleotidisekvenssistä. Geenit ovat enemmän tai vähemmän pitkiä DNA -segmenttejä (eli nukleotidisegmenttejä), jotka sisältävät proteiinien synteesille välttämättömiä tietoja. Aminohapoista koostuvat proteiinit ovat biologisia makromolekyylejä on keskeinen rooli organismin solumekanismien säätelyssä.
Tietyn geenin nukleotidisekvenssi määrittää vastaavan proteiinin aminohapposekvenssin.
