Bendrumas
Nukleotidai yra organinės molekulės, sudarančios DNR ir RNR nukleorūgštis.
Nukleorūgštys yra biologinės makromolekulės, turinčios esminę reikšmę gyvam organizmui išlikti, o nukleotidai yra jų statybinė medžiaga.
Visi nukleotidai turi bendrą struktūrą, apimančią tris molekulinius elementus: fosfatų grupę, pentozę (ty 5 anglies cukrų) ir azoto bazę.
DNR pentozė yra dezoksiribozė; RNR, kita vertus, tai yra ribozė.
Dezoksiribozės buvimas DNR ir ribozės RNR yra pagrindinis skirtumas tarp nukleotidų, sudarančių šias dvi nukleorūgštis.
Antras svarbus skirtumas susijęs su azoto bazėmis: DNR ir RNR nukleotidai turi bendro tik 3 iš 4 azoto bazių, susijusių su jomis.
Kas yra nukleotidai?
Nukleotidai yra organinės molekulės, sudarančios DNR ir RNR nukleorūgščių monomerus.
Pagal kitą apibrėžimą nukleotidai yra molekuliniai vienetai, sudarantys nukleorūgštis DNR ir RNR.
Cheminiai ir biologiniai monomerai apibrėžia molekulinius vienetus, kurie, išdėstyti ilgomis linijinėmis grandinėmis, sudaro dideles molekules (makromolekules), geriau žinomas kaip polimerai.
Bendra struktūra
Nukleotidai turi molekulinę struktūrą, kurią sudaro trys elementai:
- Fosfatų grupė, kuri yra fosforo rūgšties darinys;
- Cukrus, turintis 5 anglies atomus, tai yra pentozė;
- Azoto bazė, kuri yra aromatinė heterociklinė molekulė.
Penktozė yra pagrindinis nukleotidų elementas, nes prie jo jungiasi fosfatų grupė ir azoto bazė.
Paveikslas: elementai, sudarantys bendrąjį nukleorūgšties nukleotidą. Kaip matyti, fosfatų grupė ir azoto bazė jungiasi su cukrumi.
Cheminė jungtis, laikanti kartu pentozę ir fosfato grupę, yra fosfodiesterinė jungtis (arba fosfodiesterio jungtis), o cheminė jungtis, jungianti pentozę ir azoto bazę, yra N-glikozidinė jungtis (arba N-glikozidinė jungtis).
KURIOS PENTOSO anglys yra įtrauktos į įvairias nuorodas?
Prielaida: chemikai sumanė suskaičiuoti organines molekules sudarančias anglis taip, kad būtų supaprastintas jų tyrimas ir aprašymas. Taigi 5 pentozės anglies junginiai tampa: anglies 1, anglies 2, anglies 3, anglies 4 ir anglies 5. Skaičių priskyrimo kriterijus yra gana sudėtingas, todėl manome, kad tikslinga jo neįtraukti.
Iš 5 anglies atomų, sudarančių nukleotidų pentozę, jungtys su azoto baze ir fosfatų grupe yra atitinkamai anglies 1 ir anglies 5.
- Penktozė anglis 1 → N-glikozidinė jungtis → azoto bazė
- Pentozės anglis 5 → fosfodiesterinis ryšys → fosfatų grupė
NUKLEOTIDAI - NUKLEOZIDAI SU FOSFATŲ GRUPE
Paveikslėlis: pentozės sandara, sudedamųjų angliavandenių numeracija ir jungtys su azoto baze ir fosfatų grupe.
Be fosfatų grupės elemento nukleotidai tampa nukleozidais.
Nukleozidas iš tikrųjų yra organinė molekulė, gaunama iš pentozės ir azoto bazės sąjungos.
Ši anotacija padeda paaiškinti kai kuriuos nukleotidų apibrėžimus, kuriuose teigiama: „nukleotidai yra nukleozidai, turintys vieną ar daugiau fosfatų grupių, prijungtų prie anglies 5“.
Skirtumas tarp DNR ir RNR
Struktūriniu požiūriu DNR ir RNR nukleotidai skiriasi vienas nuo kito.
Pagrindinis skirtumas yra pentozėje: DNR pentozė yra dezoksiribozė; RNR, kita vertus, tai yra ribozė.
Dezoksiribozė ir ribozė skiriasi tik vienam atomui: iš tikrųjų dezoksiribozės 2 anglyje trūksta deguonies atomo (NB: c “yra tik vandenilis), kuris, priešingai, yra ribozės 2 anglyje (NB: čia deguonis prisijungia prie vandenilio ir sudaro hidroksilo grupę (OH).
Vien šis skirtumas turi didžiulę biologinę reikšmę: DNR yra genetinė paveldas, nuo kurio priklauso gyvo organizmo ląstelių vystymasis ir tinkamas veikimas; Kita vertus, RNR yra biologinė makromolekulė, daugiausia atsakinga už DNR genų kodavimą, dekodavimą, reguliavimą ir ekspresiją.
Kitas svarbus skirtumas tarp DNR ir RNR nukleotidų yra susijęs su azoto bazėmis.
Norint visiškai suprasti šią antrąją nelygybę, būtina žengti nedidelį žingsnį atgal.
Paveikslas: 5 anglies cukrūs, sudarantys RNR (ribozės) ir DNR (dezoksiribozės) nukleotidus.
Azoto bazės yra organinės prigimties molekulės, kurios nukleorūgštyse yra išskirtinis įvairių tipų sudedamųjų nukleotidų elementas. Tiesą sakant, DNR nukleotiduose ir RNR nukleotiduose vienintelis kintamasis elementas yra azoto bazė. cukraus-fosfato grupės skeletas išlieka nepakitęs.
Tiek DNR, tiek RNR galimos azoto bazės yra 4; todėl kiekvienos nukleorūgšties nukleotidų tipai yra visi 4.
Tai pasakius, grįžtant prie antro svarbaus skirtumo tarp DNR ir RNR nukleotidų, šios dvi nukleorūgštys turi tik 3 iš 4 azoto bazių. Šiuo atveju adeninas, guaninas ir citozinas yra trys azoto bazės. tiek DNR, tiek RNR; timinas ir uracilas, kita vertus, yra atitinkamai ketvirta azoto DNR bazė ir ketvirtoji RNR bazė.
Todėl, išskyrus pentozę, DNR nukleotidai ir RNR nukleotidai yra vienodi 3 iš 4 tipų.
Azoto bazių narystės klasės
Adeninas ir guaninas priklauso azotinių bazių klasei, vadinamai purinais. Purinai yra dviejų žiedų aromatiniai heterocikliniai junginiai.
Kita vertus, timinas, citozinas ir uracilas priklauso azotinių bazių klasei, vadinamai pirimidinais.Pirimidinai yra vieno žiedo aromatiniai heterocikliniai junginiai.
KITAS DNR IR RNR NUKLEOTIDŲ PAVADINIMAS
Nukleotidai su dezoksiribozės cukrumi, ty DNR nukleotidai, vadinami alternatyviu dezoksiribonukleotidų pavadinimu, būtent dėl to, kad yra minėto cukraus.
Dėl panašių priežasčių nukleotidai su cukraus riboze, ty RNR nukleotidais, įgauna alternatyvų ribonukleotidų pavadinimą.
- Dezoksiribonukleotidas adeninas
- Guanino dezoksiribonukleotidas
- Dezoksiribonukleotidas citozinas
- Dezoksiribonukleotidas timinas
- Ribonukleotidas adeninas
- Guanino ribonukleotidas
- Citozino ribonukleotidas
- Uracilo ribonukleotidas
Organizacija nukleorūgštyse
Kurdami nukleorūgštį, nukleotidai susiskirsto į ilgas grandines, panašias į grandines.
Kiekvienas nukleotidas, sudarantis šias ilgas sruogas, jungiasi prie kito nukleotido, naudodamas fosfodiesterinį ryšį tarp savo pentozės anglies 3 ir tuoj pat sekančio nukleotido fosfatų grupės.
EKSPLOATACIJOS
Nukleotidų grandinės (arba nukleotidų grandinės), sudarančios nukleorūgštis, turi du galus, žinomus kaip 5 colių galas (skaitykite „penkių galų pradžia“) ir 3 galų (skaitykite „trijų galų pradžia“). Pagal susitarimą, biologai ir genetikai nustatė, kad „5 galas“ reiškia grandinės, sudarančios nukleorūgštį, galvą, o „3 galas“ - jos uodegą.
Cheminiu požiūriu „5 galas“ sutampa su pirmojo grandinės nukleotido fosfatų grupe, o „3 galas“ sutampa su hidroksilo grupe (OH), esančia ant paskutinio nukleotido anglies 3.
Remiantis šia organizacija, genetikos ir molekulinės biologijos knygose nukleotidų grandinės aprašomos taip: P -5 "→ 3" -OH.
* Pastaba: raidė P nurodo fosfatų grupės fosforo atomą.
Biologinis vaidmuo
Genų ekspresija priklauso nuo DNR nukleotidų sekos. Genai yra ilgesni ar trumpesni DNR segmentai (ty nukleotidų segmentai), kuriuose yra baltymų sintezei būtinos informacijos. Susidarę iš amino rūgščių, baltymai yra biologinės makromolekulės, pagrindinis vaidmuo reguliuojant organizmo ląstelių mechanizmus.
Tam tikro geno nukleotidų seka nurodo susijusio baltymo aminorūgščių seką.
