Nukleotid - kaj je to? Sestavek, struktura, število in zaporedje nukleotidov v verigi DNK

Vse življenje na planetu je sestavljena iz številnih celic, ki podpirajo vrstni red njihove organizacije na račun vsebovane v jedru genetske informacije. To je še vedno prisotna, izvajajo in posredujejo kompleksnih makromolekularne spojine - nukleinske kisline, ki sestoji iz monomernih enot - nukleotidov. je nemogoče, da precenjujejo vlogo nukleinskih kislin. Stabilnost njihovih struktur, ki jih normalno delovanje organizma določi, in morebitna odstopanja v strukturi bo neizogibno vodilo do sprememb v celični organizaciji, dejavnosti fizioloških procesov in sposobnost preživetja celic na splošno.

Pojem nukleotida in njegovih lastnosti

Vsaka molekula DNA ali RNA je sestavljena iz manjših monomernih spojin - nukleotid. Z drugimi besedami, nukleotidi - gradniki nukleinskih kislin, koencimi in številnih drugih bioloških spojin, ki so bistvenega pomena za celico v svojem življenju.

Glavne lastnosti teh bistvenih snovi vključujejo:

• shranjevanje informacij o strukturi beljakovin in podedovanih lastnosti;
• Nadzor nad rast in razmnoževanje;
• sodeluje pri presnovi in številne druge fiziološke procese v celici.

Sestava nukleotidov

Ko že govorimo o nukleotidov, ne moremo ustaviti pri tako pomembnem vprašanju, kot je njihovo strukturo in sestavo.

Vsak nukleotid je sestavljen iz:

• ostanek sladkorja;
• dušikovo bazo;
• fosfatna skupina ali ostanek fosforjeve kisline.

Lahko rečemo, da je nukleotid - kompleksne organske spojine. Odvisno od posamezne sestave in tipa dušikove baze v nukleotid pentoza strukturo nukleinske kisline so razdeljeni v:

• deoksiribonukleinska kislina ali DNK;
• Ribonukleinska kislina ali RNA.

Sestava nukleinske kisline

Predstavljena je nukleinska kislina-pentoza sladkorja. Ta pet-ogljik sladkorja v DNA se imenuje deoksiriboza v RNA - riboze. Vsaka molekula ima pentoz pet ogljikovih atomov, od katerih so štirje skupaj z atomom kisika oblikujeta pet-členski obroč, in peti del skupine, HO-CH2.

Položaj vsak atom ogljika v molekuli pentoze označena arabska številka z glavno (1c ', 2C ", 3C", 4c', 5c '). Ker imajo vsi procesi branje genetsko informacijo z molekulami nukleinske kisline strogo Usmerjene, oštevilčenje atomov ogljika in razporejeni v obroču služi kot kazalec na pravilno smer.

Hidroksilna skupina, tretjim in petim atomov ogljika (in 3S "5S") ostankov vezana, fosforjeve kisline. On določa kemijsko identiteto DNA in RNA v skupino kislin.

Prvi ogljikov atom (1) dušikova baza vezana na molekulo sladkorja.

Vrsta Sestavek dušikove baze

Nukleotidi dušikovih baz DNA predstavljajo štiri vrste:

• adenin (A);
• gvanin (G);
• citozin (C);
• timin (T).

Prvi dve spadajo v razred purinov, dva zadnja - pirimidin. Molekulska masa purin pirimidin vedno težja.

Nukleotidi RNA dušikove baze zastopnika:

• adenin (A);
• gvanin (G);
• citozin (C);
• uracil (U).

Uracil ter timin, pirimidinski lokaciji.

V znanstveni literaturi in lahko pogosto druga oznaka dušikovih baz - latinske črke (A, T, C, G, U).

Podrobneje kemijska struktura purinov in pirimidinov.

Pirimidine, in sicer, citozin, timin in uracil, v strukturi predstavljajo dva atoma dušika in štirimi ogljikovimi atomi, ki tvorijo šestčlenski obroč. Vsak atom ima svojo številko od 1 do 6.

Purini (adenin in gvanin) sestoji iz pirimidina in imidazola ali dvema heterociklov. Molekulska purinskih baz štiri atome dušika in petimi ogljikovimi atomi zastopnika. Vsak atom oštevilčene od 1 do 9.

Nastala spojina z dušikom baze in pentoze ostanek, ki nukleozid. Zaporedje nukleotidov - nukleozidni spojina in fosfatna skupina.

Tvorba fosfodiesterske vezi

Pomembno je razumeti vprašanje, kako združiti nukleotide v polipeptidni verigi, da se tvori molekulo nukleinske kisline. To se zgodi zaradi tako imenovanih fosfodiesterske vezi.

Interakcija dveh nukleotidov daje dinukleotid. Nastanek novih spojin poteka s kondenzacijo med ostanka fosfat enega monomera in drugega hidroksi pentoza fosfodiesterske vezi nastane.

Polinukleotid sinteza - ponavljajoča ponovitev te reakcije (nekaj milijonov krat). Polinukleotid veriga izdelana s tvorbo fosfodiestrskih vezi med tretjim in petim ogljikovih atomov sladkorjev (3S "in 5S").

Sestavljanje polinukleotid - kompleksen proces, ki poteka pri encim DNK polimerazo, ki omogoča samo rast verige na enem koncu (3 ') s prosto hidroksi skupino.

Struktura molekule DNA

Molekula DNA, kot tudi protein lahko primarni, sekundarni in terciarni strukturi.

Zaporedje nukleotidov v verigi DNK definira svojo prvotno strukturo. Sekundarna struktura tvorjena zaradi vodikovih vezi, na podlagi katerih pojav iz načela komplementarnosti. Z drugimi besedami, v sintezi dvojne vijačnice DNK deluje določeno pravilnost: adenin, timin ustreza vezje drugega gvanin - citozin in obratno. Pari adenin in timin ali gvanin in citozin tvorjena z njima v prvem in v drugem primeru treh vodikovih vezi. Taka spojina, ki zagotavlja trdno vez nukleotidnih verig in enako razdaljo med njimi.

Poznavanje zaporedja nukleotidov v verigi DNK s načela dopolnjevanja lahko podaljša ali kot dodatek.

Terciarni struktura DNA kompleks tvorjen z tridimenzionalne vezi, ki molekula česar je bolj kompaktna in lahko damo v majhnem volumnu celice. Na primer, E. coli dolžina DNK je večja od 1 mm, medtem ko je dolžina celice - manj kot 5 um.

Število nukleotidov v DNA, in je količinsko razmerje velja pravilo Chergaffa (število purinskih baz vedno enako količino pirimidina). Razdalja med nukleotidi - konstantno enako 0,34 nm, in njihovo molekulsko maso.

Struktura RNA molekule

RNA predstavljena z enim samim polinukleotidno verige, tvori kovalentne vezi med pentoze (ribozo v tem primeru) in fosfatnega dela. V dolžino je veliko krajši DNK. Sestavek vrst izmed dušikovih baz v nukleotida in obstajajo razlike. RNK pirimidinsko bazo timin namesto uracila Uporabljene. Glede na funkcije, ki se izvajajo v telesu, lahko RNA treh vrst.

• ribosomne (rRNA) - na splošno vsebuje od 3.000 do 5.000 nukleotidov. Ker je nujen strukturni elementi sodelujejo pri tvorbi aktivne centra ribosomov, lokacij ene izmed najpomembnejših procesov v celici - biosinteze proteinov.
• Promet (tRNA) - je sestavljen iz približno 75 - 95 nukleotidov, opravlja transfer do kraja želene aminokislinske polipeptidnega sinteze v ribosoma. Vsaka vrsta tRNA (najmanj 40) ima svoj neločljivo le poslal zaporedje nukleotidov ali monomerov.
• Informacija (RNAi) - nukleotidnem sestavka je zelo različna. Prenos genetskih informacij iz DNK na ribosomov, deluje kot predlogo za sintezo proteinske molekule.

Vloga nukleotidov v telesu

Nukleotidov v celici opravlja več pomembnih funkcij:

• se uporabljajo kot gradnike nukleinskih kislin (nukleotidna purinskih in pirimidin serija);
• sodelujejo pri številnih presnovnih procesih v celici;
• del ATP - glavni vir energije v celicah;
• deluje kot vektorji za zmanjšanje ekvivalentov v celici (NAD +, NADP +, FAD, FMN);
• delujejo kot bioregulators;
• se lahko šteje kot drugi sli zunajcelični redno sintezo (npr cAMP in cGMP).

Zaporedje nukleotidov - monomer enota, ki tvori več kompleksnih spojin - nukleinske kisline, ne da bi kateri prenos genetske informacije, njihovega shranjevanja in predvajanja. Prosti nukleotidi so glavne komponente, ki sodelujejo v procesih signala energije in podpornih celic in normalno delovanje celotnega organizma.