nukleotider

genera

Nukleotider är de organiska molekylerna som utgör nukleinsyrorna DNA och RNA.

Nukleinsyror är biologiska makromolekyler av grundläggande betydelse för en levande organisms överlevnad, och nukleotider är de byggstenar som utgör dem.

Alla nukleotider har en allmän struktur som innehåller tre molekylära element: en fosfatgrupp, en pentos (dvs ett socker med 5 kolatomer) och en kvävebas.

I DNA är pentos deoxiribos; i RNA är det emellertid ribos.

Närvaron av deoxiribos, i DNA och ribos, i RNA, representerar den huvudsakliga skillnaden som existerar mellan nukleotiderna som utgör dessa två nukleinsyror.

Den andra viktiga skillnaden gäller kvävebaserna: DNA-nukleotiderna och RNA har vanligen endast 3 av de 4 kvävebaserna som är associerade med dem.

Vad är nukleotider?

Nukleotider är de organiska molekylerna som utgör monomererna av nukleinsyror DNA och RNA .

Enligt en annan definition är nukleotider molekylenheterna som utgör nukleinsyrorna DNA och RNA.

Kemiska och biologiska monomerer definierar molekylenheterna som, anordnade i långa linjära kedjor, utgör stora molekyler ( makromolekyler ), mer kända som polymerer .

Allmän struktur

Nukleotider har en molekylär struktur som innehåller tre element:

• En fosfatgrupp, som är ett derivat av fosforsyra;
• Ett socker med 5 kolatomer, det vill säga en pentos ;
• En kvävebas, vilken är en aromatisk heterocyklisk molekyl.

Pentosen är det centrala elementet i nukleotiderna, eftersom fosfatgruppen och kvävebasen binder till den.

Figur: Element som utgör en generisk nukleotid av en nukleinsyra. Såsom kan ses, är fosfatgruppen och kvävebasen bundna till socker.

Den kemiska bindningen som håller pentosen och fosfatgruppen samman är en fosfodiesterbindning (eller bindning av fosfodiester-typ), medan den kemiska bindningen som förenar pentosen och kvävebasen är en N-glykosidbindning (eller N-glykosidbindning ).

VAD PENTOSO KARBONER INVOLVAS I VARJE SLAG?

Premise: kemister har tänkt på att numrera kol som utgör de organiska molekylerna, på ett sätt som förenklar deras studier och beskrivning. Då blir de 5 kolarna av en pentos: kol 1, kol 2, kol 3, kol 4 och kol 5. Kriteriet för att tilldela siffrorna är ganska komplext, därför anser vi att det är lämpligt att utelämna det.

Av de 5 kol som bildar pentosen av nukleotider är de som är involverade i bindningarna med kvävebasen och fosfatgruppen respektive kol 1 och kol 5 .

• Pentoskolonn 1 → N-glykosidbindning → kvävebas
• Pentosekolonn 5 → fosfodiesterbindning → fosfatgrupp

Nukleotider är nukleosid med en fosfatgrupp

Figur: Struktur av en pentos, numrering av dess beståndsdelar och bindningar med kvävebas och fosfatgrupp.

Utan fosfatgruppselementet blir nukleotider nukleosider .

En nukleosid är i själva verket en organisk molekyl som härrör från facket mellan en pentos och en kvävebas.

Denna anmärkning tjänar till att förklara vissa definitioner av nukleotider, vilka anger: "nukleotider är nukleosider som har en eller flera fosfatgrupper bundna till kol 5".

Skillnad mellan DNA och RNA

Nukleotiderna av DNA och RNA skiljer sig från varandra från strukturell synvinkel.

Huvudskillnaden ligger i pentosen : i DNA är pentosen deoxyribosen ; i RNA är det emellertid ribos .

Deoxiribos och ribos skiljer sig åt endast en atom: I själva verket saknas kolsyra 2 i deoxiribosen en syreatom (Obs: det finns bara ett väte), vilket tvärtom är närvarande på koldioxid 2 av ribos (OBS: här, syre förenar ett väte, bildande en hydroxylgrupp OH).

Denna skillnad ensam har en enorm biologisk betydelse: DNA är det genetiska arvet som utvecklingen och en adekvat funktion hos cellerna i en levande organism beror på. RNA är å andra sidan den biologiska makromolekylen som huvudsakligen är ansvarig för kodning, avkodning, reglering och expression av DNA-gener.

Den andra viktiga skillnaden mellan DNA- och RNA-nukleotiderna avser kvävebaserna .

För att förstå denna andra ojämlikhet är det nödvändigt att ta ett litet steg tillbaka.

Figur: 5-kolsockerarterna som utgör nukleotiderna av RNA (ribos) och DNA (deoxiribos).

De kvävebaserade baserna är organiska naturmolekyler, vilka i nukleinsyror representerar det särskiljande elementet hos de olika typerna av nukleotider. I själva verket är i nukleotiderna av DNA såväl som i RNA-nukleotiderna det enda variabla elementet den kvävebaserade basen; sockerfosfatgruppskelettet förblir oförändrat.

I både DNA och RNA finns det 4 möjliga kvävebaser; Därför är nukleotidtyperna för varje nukleinsyra totalt 4.

Med detta sagt, återvänder till den andra viktiga skillnaden som finns mellan DNA- och RNA-nukleotiderna, har dessa två nukleinsyror gemensamt endast 3 kvävebaser av 4. I detta fall är adenin, guanin och cytosin de 3 kvävebaserna närvarande i både DNA och RNA; tymin och uracil är å andra sidan den fjärde kvävebasen av DNA och den fjärde basen av RNA.

Således är, förutom pentos, DNA-nukleotiderna och RNA-nukleotiderna lika för 3 av 4 typer.

Klasser som kvävebaserna tillhör

Adenin och guanin tillhör klassen av kvävebaser, kända som puriner . Puriner är aromatiska heterocykliska föreningar med dubbelring.

Thymin, cytosin och uracil hör däremot till klassen av kvävebaser, känd som pyrimidiner . Pyrimidiner är aromatiska heterocykliska föreningar med en ring.

ANNAN NAMN PÅ NUKLEOTIDER AV DNA OCH RNA

Nukleotiderna med deoxiribosockeret, det vill säga DNA-nukleotiderna, tar det alternativa namnet av deoxiribonukleotider, exakt på grund av närvaron av ovannämnda socker.

Av liknande skäl tar nukleotider med ribosocker, dvs RNA-nukleotider, det alternativa namnet på ribonukleotider .

Nukleinsyraorganisation

Vid komponering av en nukleinsyra organiserar nukleotider sig i långa trådar, liknande kedjor.

Varje nukleotid som bildar dessa långa strängar binder till nästa nukleotid, med hjälp av en fosfodiesterbindning mellan kolet 3 i sin pentos och fosfatgruppen av den omedelbart följande nukleotiden.

Slutet

Nukleotidfilament (eller nukleotidfilament), som utgör nukleinsyror, har två ändar, kända som 5'-änden (läs "spets fem första") och slut 3 ' (läs "spets tre första"). Enligt konventionen har biologer och genetiker visat att 5'-änden representerar huvudet av ett filament som bildar en nukleinsyra medan 3'-änden representerar sin svans .

Ur kemisk synpunkt sammanfaller 5'-änden med fosfatgruppen i den första nukleotiden i kedjan, medan 3'-änden sammanfaller med hydroxylgruppen (OH) placerad på kolet 3 i den sista nukleotiden.

Det är på grundval av denna organisation att nukleotidfilament beskrivs i de genetiska och biologiska molekylärböckerna: P-5 '→ 3'-OH.

* OBS: Bokstaven P anger fosfatgruppen fosfor.

Biologisk roll

Expressionen av gener beror på DNA-nukleotidsekvensen. Gener är mer eller mindre långa segment av DNA (dvs nukleotidsegment), som innehåller den information som är väsentlig för proteinsyntesen . Består av aminosyror, proteiner är biologiska makromolekyler, som spelar en grundläggande roll för att reglera cellmekanismerna hos en organism.

Nukleotidsekvensen för en given gen specificerar aminosyrasekvensen för det besläktade proteinet.