Общност
Нуклеотидите са органичните молекули, които изграждат ДНК и РНК нуклеинови киселини.
Нуклеиновите киселини са биологични макромолекули от основно значение за оцеляването на живия организъм, а нуклеотидите са градивните елементи на тях.
Всички нуклеотиди имат обща структура, която включва три молекулни елемента: фосфатна група, пентоза (т.е. 5-въглеродна захар) и азотна основа.
В ДНК пентозата е дезоксирибоза; в РНК, от друга страна, това е рибоза.
Наличието на дезоксирибоза в ДНК и рибоза в РНК представлява основната разлика между нуклеотидите, съставляващи тези две нуклеинови киселини.
Втората важна разлика се отнася до азотните основи: нуклеотидите на ДНК и РНК имат общо само 3 от 4 -те азотни бази, свързани с тях.
Какво представляват нуклеотидите?
Нуклеотидите са органичните молекули, съставляващи мономерите на ДНК и РНК нуклеинови киселини.
Според друго определение, нуклеотидите са молекулните единици, които съставляват ДНК и РНК на нуклеиновите киселини.
Химическите и биологичните мономери определят молекулни единици, които, подредени в дълги линейни вериги, образуват големи молекули (макромолекули), по -известни като полимери.
Обща структура
Нуклеотидите притежават молекулна структура, която включва три елемента:
- Фосфатна група, която е производно на фосфорна киселина;
- Захар с 5 въглеродни атома, тоест пентоза;
- Азотна основа, която е ароматна хетероциклична молекула.
Пентозата представлява централният елемент на нуклеотидите, тъй като фосфатната група и азотната основа се свързват с нея.
Фигура: Елементи, които съставляват генеричен нуклеотид на нуклеинова киселина. Както може да се види, фосфатната група и азотната основа се свързват със захарта.
Химическата връзка, която държи пентозата и фосфатната група заедно, е фосфодиестерна връзка (или фосфодиестерна връзка), докато химическата връзка, която свързва пентозата и азотната основа, е N-гликозидна връзка (или N-гликозидна връзка.).
КОИ ВЪГЛЕВИЦИ НА ПЕНТОЗО СА ВМЕСТЕНИ В РАЗЛИЧНИТЕ ВРЪЗКИ?
Помещение: химиците са помислили да номерират въглеродите, които изграждат органичните молекули, по такъв начин, че да опростят тяхното изследване и описание. Тук 5 -те въглерода на пентозата стават: въглерод 1, въглерод 2, въглерод 3, въглерод 4 и въглерод 5. Критерият за присвояване на числата е доста сложен, затова считаме за уместно да го изоставим.
От 5 -те въглерода, които образуват пентозата на нуклеотидите, тези, които участват във връзките с азотната основа и фосфатната група, са съответно въглерод 1 и въглерод 5.
- Пентозен въглерод 1 → N-гликозидна връзка → азотна основа
- Пентозен въглерод 5 → фосфодиестерна връзка → фосфатна група
НУКЛЕОТИДИТЕ СА НУКЛЕОЗИДИ С ФОСФАТНА ГРУПА
Фигура: Структура на пентоза, номериране на съставляващите я въглероди и връзки с азотна основа и фосфатна група.
Без елемента от фосфатната група нуклеотидите стават нуклеозиди.
Нуклеозидът всъщност е органична молекула, произлизаща от обединението между пентоза и азотна основа.
Тази анотация служи за обяснение на някои дефиниции на нуклеотиди, които заявяват: "нуклеотидите са нуклеозиди, които имат една или повече фосфатни групи, свързани с въглерод 5".
Разлика между ДНК и РНК
Нуклеотидите на ДНК и РНК се различават един от друг, от структурна гледна точка.
Основната разлика се крие в пентозата: в ДНК пентозата е дезоксирибоза; в РНК, от друга страна, това е рибоза.
Дезоксирибозата и рибозата са различни само за един атом: всъщност липсва кислороден атом във въглерод 2 на дезоксирибоза (NB: c "е само водород), който, напротив, присъства върху въглерод 2 на рибоза (NB: тук кислородът се присъединява към водород, образувайки хидроксилна група (ОН).
Само тази разлика има огромно биологично значение: ДНК е генетичното наследство, от което зависи развитието и адекватното функциониране на клетките на живия организъм; РНК, от друга страна, е биологичната макромолекула, отговорна главно за кодирането, декодирането, регулирането и експресирането на ДНК гени.
Другата важна разлика между ДНК и РНК нуклеотидите се отнася до азотните основи.
За да се разбере напълно това второ неравенство, е необходимо да се направи малка крачка назад.
Фигура: 5-въглеродни захари, които съставляват нуклеотидите на РНК (рибоза) и ДНК (дезоксирибоза).
Азотните основи са молекули от органична природа, които в нуклеиновите киселини представляват отличителния елемент на различните видове съставни нуклеотиди. скелетът на захарно-фосфатната група остава непроменен.
Както в ДНК, така и в РНК, възможните азотни бази са 4; следователно типовете нуклеотиди за всяка нуклеинова киселина са във всички 4.
Като казахме това, връщайки се към втората важна разлика между нуклеотидите на ДНК и РНК, тези две нуклеинови киселини имат общо само 3 от 4 азотни основи. В този случай аденин, гуанин и цитозин са 3 -те азотни бази. както ДНК, така и РНК; тиминът и урацилът, от друга страна, са съответно четвъртата азотна база на ДНК и четвъртата база на РНК.
Следователно, освен пентозата, ДНК нуклеотидите и нуклеотидите на РНК са еднакви за 3 от 4 типа.
Класове на членство на азотни основи
Аденинът и гуанинът принадлежат към класа азотни основи, известни като пурини. Пурините са ароматни хетероциклични съединения с двоен пръстен.
Тиминът, цитозинът и урацилът, от друга страна, принадлежат към класа азотни основи, известни като пиримидини.Пиримидините са ароматни хетероциклични съединения с един пръстен.
ДРУГО ИМЕ НА ДНК И РНК НУКЛЕОТИДИ
Нуклеотидите с дезоксирибозна захар, т.е. ДНК нуклеотидите, вземат алтернативното име на дезоксирибонуклеотиди, именно поради наличието на гореспоменатата захар.
По подобни причини нуклеотидите със захарната рибоза, тоест нуклеотидите на РНК, приемат алтернативното име на рибонуклеотидите.
- Дезоксирибонуклеотид аденин
- Гуанин дезоксирибонуклеотид
- Дезоксирибонуклеотид цитозин
- Дезоксирибонуклеотид тимин
- Рибонуклеотид аденин
- Гуанин рибонуклеотид
- Цитозин рибонуклеотид
- Урацилов рибонуклеотид
Организация в нуклеинови киселини
При съставянето на нуклеинова киселина нуклеотидите се организират в дълги нишки, подобни на вериги.
Всеки нуклеотид, образуващ тези дълги нишки, се свързва със следващия нуклеотид чрез фосфодиестерна връзка между въглерода 3 на неговата пентоза и фосфатната група на непосредствено следващия нуклеотид.
ИЗКЛЮЧЕНИЯТА
Нуклеотидните нишки (или нуклеотидните нишки), които изграждат нуклеинови киселини, имат два края, известни като 5 "края (прочетете" пет края на първоначалния ") и 3" края (прочетете "три крайния първичен"). По конвенция биолози и генетици са установили, че "край 5" представлява главата на верига, образуваща нуклеинова киселина, докато "край 3" представлява опашката.
От химическа гледна точка, "5 край" съвпада с фосфатната група на първия нуклеотид от веригата, докато "3 край" съвпада с хидроксилната група (ОН), поставена върху въглерод 3 на последния нуклеотид.
Въз основа на тази организация в книгите по генетика и молекулярна биология нуклеотидните нишки са описани, както следва: P -5 "→ 3" -OH.
* Забележка: буквата P показва фосфорния атом от фосфатната група.
Биологична роля
Експресията на гени зависи от нуклеотидната последователност на ДНК. Гените са повече или по -малко дълги сегменти на ДНК (т.е. сегменти от нуклеотиди), които съдържат информацията, необходима за синтеза на протеини. Съставени от аминокиселини, протеините са биологични макромолекули, които играят основна роля в регулирането на клетъчните механизми на организма.
Нуклеотидната последователност на даден ген определя аминокиселинната последователност на свързания протеин.
