Опћенитост
Нуклеотиди су органски молекули који чине нуклеинске киселине ДНК и РНК.
Нуклеинске киселине су биолошки макромолекули од фундаменталног значаја за опстанак живог организма, а нуклеотиди су њихови градивни елементи.
Сви нуклеотиди имају општу структуру која укључује три молекуларна елемента: фосфатну групу, пентозу (тј. Шећер са 5 угљеника) и азотну базу.
У ДНК, пентоза је деоксирибоза; у РНК, с друге стране, то је рибоза.
Присуство деоксирибозе у ДНК и рибозе у РНК представља главну разлику између нуклеотида који чине ове две нуклеинске киселине.
Друга важна разлика тиче се азотних база: нуклеотиди ДНК и РНК имају заједничко 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, распоређене у дугачке линеарне ланце, формирају велике молекуле (макромолекуле), познатије као полимери.
Општа структура
Нуклеотиди имају молекуларну структуру која укључује три елемента:
- Фосфатна група, која је дериват фосфорне киселине;
- Шећер са 5 атома угљеника, односно пентоза;
- Азотна база, која је ароматични хетероциклични молекул.
Пентоза представља централни елемент нуклеотида, јер се за њу везују фосфатна група и азотна база.
Слика: Елементи који чине генерички нуклеотид нуклеинске киселине. Као што се може видети, фосфатна група и азотна база везују се за шећер.
Хемијска веза која држи пентозу и фосфатну групу заједно је фосфодиестерска веза (или веза фосфодиестера), док је хемијска веза која везује пентозу и азотну базу Н-гликозидна веза (или Н-гликозидна веза.).
КОЈИ УГЉЕН ПЕНТОЗА СУ УМЕСЕНИ У РАЗЛИЧИТЕ ВЕЗЕ?
Простор: хемичари су смислили нумерисање угљеника који сачињавају органске молекуле на такав начин да поједноставе њихово проучавање и опис. Овде, дакле, 5 угљеника пентозе постају: угљеник 1, угљеник 2, угљеник 3, угљеник 4 и угљеник 5. Критеријум за додељивање бројева је прилично сложен, па сматрамо да је прикладно да га изоставимо.
Од 5 угљеника који чине пентозу нуклеотида, они који су укључени у везе са азотном базом и фосфатном групом су угљеник 1 и угљеник 5.
- Пентозни угљеник 1 → Н-гликозидна веза → база азота
- Пентозни угљеник 5 → фосфодиестерска веза → фосфатна група
НУКЛЕОТИДИ СУ НУКЛЕОЗИДИ СА ФОСФАТНОМ ГРУПОМ
Слика: Структура пентозе, нумерисање њених саставних угљеника и веза са азотном базом и фосфатном групом.
Без елемента фосфатне групе, нуклеотиди постају нуклеозиди.
Нуклеозид је, у ствари, органски молекул, који потиче од сједињења пентозе и азотне базе.
Ова напомена служи за објашњење неких дефиниција 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 међусобно разликују, са структурне тачке гледишта.
Главна разлика лежи у пентози: у ДНК, пентоза је деоксирибоза; у РНК, с друге стране, то је рибоза.
Деоксирибоза и рибоза разликују се само за један атом: у ствари, атом кисеоника недостаје на угљенику 2 деоксирибозе (НБ: ц "је само водоник), који је, напротив, присутан на угљенику 2 рибозе (НБ: овде се кисеоник придружује водонику, формирајући хидроксилну групу (ОХ).
Сама ова разлика има огроман биолошки значај: ДНК је генетска баштина од које зависи развој и одговарајуће функционисање ћелија живог организма; РНА је, с друге стране, биолошка макромолекула углавном одговорна за кодирање, декодирање, регулацију и експресију ДНК гена.
Друга важна разлика између нуклеотида ДНК и РНК односи се на азотне базе.
Да бисмо у потпуности разумели ову другу неједнакост, потребно је да направимо мали корак уназад.
Слика: Шећери са 5 угљеника који чине нуклеотиде РНК (рибоза) и ДНК (деоксирибоза).
Азотне базе су молекули органске природе, који у нуклеинским киселинама представљају карактеристичан елемент различитих врста саставних нуклеотида. У ствари, у нуклеотидима ДНК, као и у нуклеотидима РНК, једини варијабилни елемент је азотна база.; костур шећерно-фосфатне групе остаје непромењен.
И у ДНК и у РНК, могуће азотне базе су 4; стога су типови нуклеотида за сваку нуклеинску киселину присутни у све 4.
Рекавши то, враћајући се на другу важну разлику између нуклеотида ДНК и РНК, ове две нуклеинске киселине имају заједничко само 3 од 4 азотне базе. У овом случају, аденин, гванин и цитозин су 3 азотне базе. и ДНК и РНК; тимин и урацил су, с друге стране, четврта азотна база ДНК и четврта база РНК.
Према томе, осим пентозе, нуклеотиди ДНК и нуклеотиди РНК су исти за 3 од 4 типа.
Класе припадности азотних база
Аденин и гванин припадају класи азотних база, познатим као пурини. Пурини су ароматична хетероциклична једињења са двоструким прстеном.
Тимин, цитозин и урацил, пак, припадају класи азотних база, познатих као пиримидини.Пиримидини су ароматична хетероциклична једињења са једним прстеном.
ДРУГО ИМЕ ДНК И РНК НУКЛЕОТИДА
Нуклеотиди са деоксирибозним шећером, односно ДНК нуклеотиди, добијају алтернативни назив деоксирибонуклеотиди, управо због присуства поменутог шећера.
Из сличних разлога, нуклеотиди са шећерном рибозом, то јест нуклеотиди РНК, добијају алтернативни назив рибонуклеотиди.
- Деоксирибонуклеотид аденин
- Гуанин деоксирибонуклеотид
- Деоксирибонуклеотид цитозин
- Деоксирибонуклеотид тимин
- Рибонуклеотид аденин
- Гуанине Рибонуцлеотиде
- Цитозин Рибонуклеотид
- Урацил рибонуклеотид
Организација у нуклеинским киселинама
Приликом састављања нуклеинске киселине, нуклеотиди се организују у дугачке нити, сличне ланцима.
Сваки нуклеотид који формира ове дугачке нити се везује за следећи нуклеотид помоћу фосфодиестерске везе између угљеника 3 његове пентозе и фосфатне групе непосредно следећег нуклеотида.
ЕКСТРЕМИТЕТИ
Нуклеотидни ланци (или нуклеотидни ланци), који сачињавају нуклеинске киселине, имају два краја, позната као 5 "крај (читај" пет крајева приме ") и 3" крај (читај "три краја приме"). По конвенцији, биолози и генетичари су установили да "крај 5" представља главу нити која формира нуклеинску киселину, док "крај 3" представља њен реп.
Са хемијског становишта, "5 крај" се поклапа са фосфатном групом првог нуклеотида ланца, док се "3 крај" поклапа са хидроксилном групом (ОХ) постављеном на угљеник 3 последњег нуклеотида.
На основу ове организације, у књигама о генетици и молекуларној биологији, нуклеотидни ланци су описани на следећи начин: П -5 "→ 3" -ОХ.
* Напомена: слово П означава атом фосфора фосфатне групе.
Биолошка улога
Експресија гена зависи од ДНК нуклеотидне секвенце.Гени су више или мање дуги сегменти ДНК (тј. Сегменти нуклеотида), који садрже информације битне за синтезу протеина. Сачињени од аминокиселина, протеини су биолошки макромолекули, који играју фундаменталну улогу у регулисању ћелијских механизама организма.
Нуклеотидна секвенца датог гена специфицира аминокиселинску секвенцу сродног протеина.
