biologija

nukleotidai

bendrumas

Nukleotidai yra organinės molekulės, sudarančios DNR ir RNR nukleino rūgštis.

Nukleino rūgštys yra biologinės makromolekulės, kurios yra gyvybiškai svarbios gyvo organizmo išlikimui, ir nukleotidai yra pagrindiniai elementai.

Visi nukleotidai turi bendrą struktūrą, apimančią tris molekulinius elementus: fosfatų grupę, pentozę (ty 5 anglies atomus) ir azoto bazę.

DNR pentozė yra deoksiribozė; kita vertus, RNR yra ribozė.

Deoksiribrozės buvimas DNR ir ribozėje RNR yra pagrindinis skirtumas tarp šių dviejų nukleino rūgščių sudarančių nukleotidų.

Antrasis svarbus skirtumas yra susijęs su azoto bazėmis: DNR ir RNR nukleotidai dalijasi tik 3 iš 4 bendrų azoto bazių.

Kas yra nukleotidai?

Nukleotidai yra organinės molekulės, sudarančios DNR ir RNR nukleorūgščių monomerus.

Pagal kitą apibrėžimą, nukleotidai yra molekuliniai vienetai, kurie sudaro DNR ir RNR nukleino rūgštis.

Cheminės medžiagos ir biologiniai molekuliniai vienetai apibrėžiami kaip monomerai, kurie, išdėstyti ilgose linijinėse grandinėse, sudaro dideles molekules ( makromolekules ), geriau žinomas kaip polimerai .

Bendra struktūra

Nukleotidų molekulinė struktūra apima tris elementus:

  • Fosfato grupė, kuri yra fosforo rūgšties darinys;
  • Cukrus, turintis 5 anglies atomus, ty pentozė ;
  • Azoto bazė, kuri yra aromatinė heterociklinė molekulė.

Pentozė yra centrinis nukleotidų elementas, nes jis yra susijęs su fosfato grupe ir azoto baze.

Figūra: Elementai, kurie sudaro nukleino rūgšties bendrąjį nukleotidą. Kaip matyti, fosfatų grupė ir azoto bazė yra susietos su cukrumi.

Cheminė jungtis, kurioje yra pentozė ir fosfato grupė, yra fosfodiesterinė jungtis (arba fosfodiesterio jungtis), o cheminė jungtis, jungianti pentozę ir azoto bazę, yra N-glikozidinė jungtis (arba N-glikozidinė jungtis). ).

KURIOS PENTOSO KARJONOS SUSIJUSIOS Į KONKRETUS?

Patalpos: chemikai galvojo apie anglies, sudarančių organines molekules, numeravimą taip, kad būtų supaprastintas tyrimas ir aprašymas. Taigi čia, kad penki pentozės anglies junginiai tampa: anglis 1, anglis 2, anglis 3, anglis 4 ir anglis 5. Skaičių paskirstymo kriterijus yra gana sudėtingas, todėl manome, kad tai tikslinga palikti.

Iš 5 angliavandenių, kurie sudaro nukleotidų pentozę, tie, kurie yra susiję su azoto baze ir fosfato grupe, yra atitinkamai anglies 1 ir anglies 5 .

  • Pentozės anglies dioksidas → N-glikozidinė jungtis → azoto bazė
  • Pentozės → fosfodiesterio junginio → fosfato grupės anglies 5

NUCLEOTIDES AR NUKLEIDIDAI SU FOSFATO GRUPĖ

Pentozės struktūra, jo sudedamųjų anglių numeracija ir ryšiai su azoto baze ir fosfatų grupe.

Be fosfatų grupės elemento, nukleotidai tampa nukleozidais .

Nukleozidas iš tiesų yra organinė molekulė, gaunama iš pentozės ir azoto bazės jungties.

Ši anotacija skirta paaiškinti kai kuriuos nukleotidų apibrėžimus: „nukleotidai yra nukleozidai, turintys vieną arba daugiau fosforo grupių, susietų su anglies 5“.

DNR ir RNR skirtumas

DNR ir RNR nukleotidai skiriasi vienas nuo kito struktūriniu požiūriu.

Pagrindinis skirtumas yra pentozėje : DNR pentozė yra deoksiribozė ; kita vertus, RNR yra ribozė .

Dezoksiribozė ir ribozė vienai atomai skiriasi: iš tikrųjų dezoksiribozės anglies 2 deguonies atomo nėra (NB: yra tik vienas vandenilis), kuris priešingai, yra ribose anglies 2 (NB: čia, čia) deguonis jungiasi su vandeniliu ir sudaro hidroksilo grupę OH).

Šis vienintelis skirtumas turi didžiulę biologinę reikšmę: DNR yra genetinis paveldas, nuo kurio priklauso gyvo organizmo ląstelių vystymasis ir tinkamas funkcionavimas; Kita vertus, RNR yra biologinė makromolekulė, kuri daugiausia atsakinga už DNR genų kodavimą, dekodavimą, reguliavimą ir ekspresiją.

Kitas svarbus skirtumas tarp DNR ir RNN nukleotidų yra susijęs su azoto bazėmis .

Norint visiškai suprasti šią antrąją nelygybę, reikia žengti nedidelį žingsnį atgal.

Paveikslas: cukrūs su 5 anglies atomais, kurie sudaro RNR (ribozės) ir DNR (deoksiribozės) nukleotidus.

Azoto bazės yra organinės prigimties molekulės, kurios nukleino rūgštyse yra išskirtinis įvairių tipų sudedamųjų nukleotidų elementas. Tiesą sakant, DNR nukleotiduose ir RNR nukleotiduose vienintelis kintamasis elementas yra azoto bazė; cukraus ir fosfato skeletas lieka nepakitęs.

Ir DNR, ir RNR, galimos azoto bazės yra 4; todėl kiekvienos nukleorūgšties nukleotidų rūšys yra 4.

Be to, grįžus prie antrojo svarbaus skirtumo tarp DNR ir RNN nukleotidų, šiose dviejose nukleorūgštyse yra tik 3 azoto bazės. Šiuo atveju adeninas, guaninas ir citozinas yra 3 azoto bazės. ir DNR, ir RNR; timinas ir uracilas, atitinkamai, yra ketvirtoji azoto bazė DNR ir ketvirtoji RNR bazė.

Todėl pentozė atskirta, DNR nukleotidai ir RNR nukleotidai yra lygūs 3 tipams iš 4.

Klasės, priklausančios azoto bazėms

Adeninas ir guaninas priklauso azoto bazėms, žinomoms kaip purinai . Purinai yra dvigubo žiedo aromatiniai heterocikliniai junginiai.

Kita vertus, timinas, citozinas ir uracilas priklauso azoto bazių klasei, žinomai kaip pirimidinai . Pirimidinai yra vieno žiedo aromatiniai heterocikliniai junginiai.

KITAS NUCLEOTID DNR IR RNOS PAVADINIMAS

Nukleotidai su dezoksiribozės cukrumi, ty DNR nukleotidais, paima alternatyvų deoksiribonukleotidų pavadinimą, būtent dėl ​​minėto cukraus buvimo.

Dėl panašių priežasčių nukleotidai su ribozės cukrumi, ty RNR nukleotidais, yra alternatyvus ribonukleotido pavadinimas.

DNR nukleotidaiRNR nukleotidai
  • Dezoksiribonukleotido adeninas
  • Deoksiribonukleotido guaninas
  • Deoksiribonukleotido citozinas
  • Deoksiribonukleotidas timinas
  • Ribonukleotido adeninas
  • Ribonukleotido guaninas
  • Ribonukleotido citozinas
  • Uracilo ribonukleotidas

Nukleino rūgščių organizavimas

Sudarant nukleorūgštį, nukleotidai yra organizuojami ilgose gijų, panašių į grandines.

Kiekvienas šių ilgų juostų sudarantis nukleotidas jungiasi prie kito nukleotido, naudojant fosfodiesterio ryšį tarp jo pentozės anglies 3 ir iš karto po nukleotido fosfato grupės.

IŠORĖS

Nukleotidų (arba nukleotidų krypčių), kurie sudaro nukleino rūgštis, gijos turi dvi galūnes, žinomas kaip 5 'galai (mes skaitome "penktas galas pirmoji") ir 3' pabaigą ' (mes skaitome "pirmasis galas"). Pagal konvenciją biologai ir genetikai nustatė, kad 5 ' galas yra nukleino rūgšties gijų galva, o 3' galas - jo uodega .

Cheminiu požiūriu galas 5 'sutampa su pirmosios grandinės nukleotido fosfato grupe, o 3' galas sutampa su hidroksilo grupe (OH), esančia ant paskutinio nukleotido anglies 3.

Ši organizacija remiasi tuo, kad genetinės ir molekulinės biologijos knygose nukleotidų gijos aprašytos taip: P-5 '→ 3'-OH.

* Pastaba: raidė P rodo fosfato grupės fosforo atomą.

Biologinis vaidmuo

Genų ekspresija priklauso nuo DNR nukleotidų sekos. Genai yra daugiau ar mažiau ilgi DNR segmentai (taigi nukleotidų segmentai), kuriuose yra baltymų sintezei būtinos informacijos. Susideda iš amino rūgščių, baltymai yra biologinės makromolekulės, kurios atlieka esminį vaidmenį reguliuojant organizmo ląstelių mechanizmus.

Nurodyto geno nukleotidų seka nurodo susijusio baltymo aminorūgščių seką.