Kaj je nukleotid v biologiji?

Nukleotidna molekula je sestavljena iz sladkorja, fosfata in dušikove baze. Kako te preproste komponente omogočajo, da se nukleotidi združijo in ustvarijo polimere, kot sta DNA in RNA, kot tudi molekule, ki prenašajo energijo, kot je ATP?

Nukleotidi: del strukture DNA

Kaj je nukleotid? Da bi to razumeli, si morate zamisliti DNK. Ko je enkrat v jedru celice in razprši kromosome, lahko vidimo tanko dvojno nit. Pri skaliranju lahko vidite, da je vsak od teh nizov sestavljen iz majhnih gradnikov, imenovanih nukleotidi.

Če DNK izgleda kot zvita lestev, vsak gradnik ali nukleotid vključuje pol koraka in rahlo navpični del lestve. Druga polovica koraka pripada sosednjemu delu DNA. Nukleotidi lahko obstajajo tudi sami ali so del drugih pomembnih molekul poleg DNK. Na primer, nosilec energije ATP je oblika nukleotida.

Nukleotidne komponente

Sestava nukleotida vključuje sestavine, kot so dušikova baza, sladkor in en ali več fosfatov. Vredno je razmisliti o vsaki od njih podrobneje:

• Dušikova baza. Lahko je adenin, timin, citozin, gvanin, uracil. Niso kisline, vsaka vsebuje več atomov dušika. Nukleotidi se lahko med seboj povežejo: citozin je vedno seznanjen s parom gvanina in adenina z timinom v DNA ali uracilu v RNA.
• Naslednja glavna sestavina nukleotida je sladkor. Obstaja veliko vrst sladkorja, vendar sta tukaj pomembni dve: riboza je sladkor, ki ga boste videli v RNA. Obstaja različica riboza, ki nima kisikovega atoma in se bo imenovala sladkorni deoksiribozo. To je vrsta sladkorja v DNA nukleotidih. Ne pozabite, da je DNA dezoksiribonukleinska kislina.
• Zadnji večji nukleotidni fragment je fosfat. Fosfat je fosforjev atom, vezan na štiri kisikove atome. Povezave med fosfati so zelo visoke energije in delujejo kot oblika shranjevanja energije. Ko je povezava prekinjena, se lahko prejeta energija uporabi za opravljanje dela.

Vrste nukleotidov

Ko se nukleotidi polimerizirajo ali združijo skupaj, tvorijo nukleinsko kislino, kot je DNA ali RNA. Vsak nukleotidni fosfat se pridruži drugemu sladkorju, pri čemer nastane baza sladkorja-fosfata z dušikovimi bazami. Nukleozid je del nukleotida, ki je sestavljen samo iz sladkorja in baze. Tako lahko govorimo o nukleotidu kot nukleozidu in fosfatu:

• Nukleozidni monofosfat je nukleotid, ki vključuje samo fosfat.
• Nukleozidni difosfat je nukleotid, ki vključuje dva fosfata.
• Nukleozidni trifosfat je nukleotid, ki vsebuje tri fosfate. Nukleotidi so gradniki DNK in RNA.

Kakšne so vrste nukleotidov, kakšna je njihova struktura in kako lahko sprememba enega nukleotida vpliva na preživetje organizma?

Nukleotid je v biologiji ... (definicija)

Človeška DNA je sestavljena iz nukleotidov, ki so v osnovi subelementna meritev DNK, ki je poravnana v parih. Obstaja približno 3 milijarde teh parov, imenovanih tudi bazni pari. Kakšna je definicija nukleotida? Vsaka celica in vsako jajce vsebuje približno šest milijard posameznih nukleotidov v jedru, ki so organizirani v kompaktne molekule DNA. To olajša njihovo shranjevanje in rokovanje.

Torej, kaj so nukleotidi? Delujejo kot poseben jezik, ki se uporablja za pisanje receptov za kemikalije, ki jih ustvari vaše telo, zlasti beljakovine. Večina nukleotidnih mest se imenuje nezaželena DNK, ker ne kodirajo ničesar. Vendar pa obstaja majhen delež, ki je ključnega pomena za vaše preživetje in vas naredi to, kar ste. Ta 2% nukleotidna koda je za vsako beljakovino, ki jo vaše telo proizvaja in ima v delih DNK, imenovanih geni. Vsak gen kodira verigo aminokislin, ki vodi do tvorbe specifičnega proteina.

Mutacije, ki so spremembe v DNK celicah z enim nukleotidom, se lahko zdijo trivialne, glede na to, da je v človeškem genomu toliko nukleotidov, ko pa se pojavijo na določenih genih, lahko povzročijo življenjsko nevarne bolezni. Da bi bolje razumeli ta mehanizem, morate najprej preučiti nekatere osnove nukleotidov.

Struktura nukleotidov

Nukleotidi so monomeri (ali gradniki) nukleinskih kislin in so sestavljeni iz 5-ogljikovega sladkorja, fosfatne skupine in dušikove baze. Kot smo že omenili, sladkor in baza skupaj tvorita nukleozid. Dodajanje fosfatne skupine pretvori molekulo v nukleotid. Nukleotide imenujemo glede na dušikovo bazo, ki jo vsebujejo, in sladkorje, ki so nanj vezani (npr. Deoksiriboza v DNA nukleotidih in riboza v RNA). Kaj so nukleotidi v DNA in RNA? Skupno obstaja osem različnih nukleozidov v DNA in RNA:

• RNA: adenozin, gvanozin, citidin, uridin.
• DNA: deoksiadenozin, deoksiganozin, deoksicitidin, deoksitimidin.

Obstajajo tudi drugi pomembni nukleotidi, kot so tisti, ki sodelujejo pri presnovi (npr. ATP) in celični signalizaciji (na primer GTP).

Vezava nukleotidov

Da bi ustvarili polimerne verige (ali več enot), ki vodijo do tvorbe RNA in DNA, so nukleotidi povezani med seboj skozi skelet sladkorja-fosfata, ki nastane, ko je fosfat enega nukleotida pritrjen na sladkor drugega. To je mogoče zaradi močnih kovalentnih vezi, imenovanih fosfodiestrske vezi.

Ker je DNA dvojno verižna molekula, se morata dve od teh polimernih verig med seboj povezati kot lestev. "Koraki" so sestavljeni iz parov nukleotidov, ki povezujejo obe strani lestve z uporabo vodikovih vezi. Kaj je nukleotid? To je strukturna enota DNA, ki je sestavljena iz dušikove osnove in ogrodja fosfata iz sladkorja, ki sestoji iz fosfatne skupine in sladkorja. DNA sestavljajo številni nukleotidi, ki vsebujejo in ščitijo genetske kode telesa.

Nukleinske kisline

Nukleinske kisline so biopolimeri, ki skupaj z beljakovinami igrajo pomembno vlogo v celicah vseh živih organizmov. Te spojine so odgovorne za shranjevanje, prenos in izvajanje dednih informacij. Kaj so nukleotidi? To so monomeri nukleinskih kislin.

Kovalentne kemijske vezi se pojavijo med deli nukleotida, ki nastanejo kot posledica kondenzacijskih reakcij. Take reakcije so povratna hidroliza. Zanimivo dejstvo je, da so molekule DNK ponavadi ne le daljše od molekul RNA, temveč vključujejo tudi dve verigi, ki sta med seboj povezani s pomočjo vodikovih vezi, ki nastanejo med dušikovimi bazami.