Nukleotidu - čo je to? Zloženie, štruktúra, počet a sekvencie nukleotidov v DNA reťazci

Všetok život na našej planéte sa skladá z mnohých buniek, ktoré podporujú usporiadanie ich organizácie na úkor obsiahnuté v jadre genetickej informácie. To je ešte prítomný, vykonávaná a prenáša komplexné makromolekulové zlúčeniny - nukleová kyselina skladajúca sa z monomérnych jednotiek - nukleotidy. je nemožné preceniť úlohu nukleových kyselín. Stabilita svojich štruktúr určených normálnu funkciu organizmu, a akejkoľvek odchýlky v štruktúre nevyhnutne viesť k zmenám v bunkovej organizácii, činnosť fyziologických procesov a životaschopnosť buniek všeobecne.

Pojem nukleotidu a jej vlastnosti

Každá molekula DNA alebo RNA sa skladá z menších monomérnych zlúčenín - nukleotid. Inými slovami, sú nukleotidy - stavebné bloky nukleových kyselín, koenzýmy a mnoho ďalších biologických zlúčenín, ktoré sú kritické pre bunky v priebehu jeho životnosti.

Medzi hlavné vlastnosti týchto základných látok zahŕňajú:

• ukladanie informácií o štruktúre bielkovín a dedičných znakov;
• Ovládanie cez rast a rozmnožovanie;
• podieľať sa na metabolizme a mnoho ďalších fyziologických procesov v bunke.

zloženie nukleotidov

Hovoríme o nukleotidov, nemôžeme zaoberať tak dôležitej otázke ako ich štruktúry a zloženia.

Každý nukleotid pozostáva z:

• sacharidový zvyšok;
• dusíkaté bázy;
• fosfátová skupina alebo zvyšok kyseliny fosforečnej.

Dá sa povedať, že Nukleotidová - komplexné organické zlúčeniny. V závislosti na konkrétnom zložení a typu dusíkatých báz v nukleotidovej pentóza štruktúry nukleovej kyseliny delia na:

• deoxyribonukleová kyselina alebo DNA;
• ribonukleová kyselina, alebo RNA.

Zloženie nukleovej kyseliny

Cukor nukleová kyselina-pentóza je zobrazená. Tento piatich-uhlík cukru v DNA sa nazýva deoxyribóza, RNA - ribóza. Každá molekula má pentóza päť atómov uhlíka, z ktorých štyri spoločne s atómom kyslíka tvoria päť-členný kruh, a piaty diel skupiny HO-CH2.

Pozícia každého atómu uhlíka v molekule, pentóza označené arabské číslo s predným (1C, 2c ', 3C, 4C', 5C "). Vzhľadom k tomu, všetky procesy čítanie genetickej informácie s molekulami nukleovej kyseliny majú striktné smerovosť, číslovanie atómov uhlíka a ich usporiadanie v kruhu slúži ako ukazovateľ na správnom smere.

Hydroxylová skupina na tretej a piatej atómov uhlíka (a 3S, 5S '), zvyšok je viazaný kyselina fosforečná. Ten určuje chemickú identitu DNA a RNA do skupiny kyselín.

Prvý uhlíkový atóm (1S ') dusíkaté bázy pripojené k molekule cukru.

Druhové zloženie dusíkaté bázy

Nukleotidy DNA dusíkatých báz sú znázornené štyri druhy:

• adenín (A);
• guanín (G);
• cytozín (C);
• tymín (T).

Prvé dva patrí do triedy purínov, posledné dve - pyrimidín. Molekulová hmotnosť purín pyrimidín je vždy ťažšie.

Nukleotidy RNA dusíkaté bázy zastúpení:

• adenín (A);
• guanín (G);
• cytozín (C);
• uracil (U).

Uracil rovnako ako tymín, je pyrimidínový báza.

Vo vedeckej literatúre a možno často nájsť iné označenie dusíkatých báz - Latinská písmená (A, T, C, G, U).

Väčšia detail chemická štruktúra purínov a pyrimidínov.

Pyrimidín, a to, cytozín, tymín a uracil, v štruktúre reprezentovaný dvoma atómami dusíka a štyrmi atómami uhlíka, ktoré tvoria šesťčlenný kruh. Každý atóm má svoje vlastné číslo od 1 do 6.

Puríny (adenín a guanín) sa skladá z pyrimidínu a imidazol alebo dvoma heterocykly. Molekula purínové bázy zastúpená štyrmi atómami dusíka a piatimi atómami uhlíka. Každý atóm očíslované od 1 do 9.

Takto získaná zlúčenina všeobecného dusíkatým základom a pentóza zvyšok tvorený nukleozid. Nukleotid - nukleozidový zlúčenina a fosfátová skupina.

Tvorba fosfodiesterových väzieb

Je dôležité pochopiť otázku, ako kombinovať nukleotidov v polypeptidový reťazci za vzniku molekuly nukleovej kyseliny. To sa deje v dôsledku tzv fosfodiesterových väzieb.

Interakcia dvoch nukleotidov dáva dinukleotid. Príprava nových zlúčenín sa vyskytuje kondenzáciou medzi fosfátovým zvyškom jedného monoméru a iným hydroxy pentóza fosfodiesterové väzby dochádza.

Syntéza polynukleotidov - opakované opakovanie tejto reakcie (niekoľko miliónov krát). Polynukleotidy reťaz je konštruovaný vytvorením fosfodiesterové väzby medzi treťou a piatou uhlíky cukrov (3S, a 5S ').

Zostavenie polynukleotidy - zložitý proces, ktorý prebieha, keď sa enzým DNA polymerázu, ktorý poskytuje iba rast reťazca na jednom konci (3,) s voľnou hydroxylovou skupinou.

Štruktúra molekuly DNA

Molekula DNA, rovnako ako proteín môže byť primárne, sekundárne a terciárne štruktúra.

Sekvencie nukleotidov v DNA reťazca definuje jeho primárny štruktúry. Sekundárny štruktúra je tvorená v dôsledku vodíkovej väzby, ktorého základe výskyt podľa princípu komplementarity. Inými slovami, v syntéze DNA dvojreťazcovej pôsobí určitú pravidelnosť: adenín, tymín zodpovedá obvodu iné, guanín - cytozín a naopak. Pary adenínu a tymín alebo guanín a cytozín sú tvorené dvoma v prvom a v druhom prípade troch vodíkových väzieb. Taká zlúčenina je pevnou väzbu nukleotidových reťazcov a v rovnakej vzdialenosti medzi nimi.

Znalosť sekvenciu nukleotidov v reťazci DNA podľa princípu komplementarity môže byť predĺžená druhú alebo doplnok.

Terciárne štruktúra komplexu DNA je tvorená trojrozmerné väzieb, ktoré molekula čo je viac kompaktný a schopné umiestnené v malom objeme bunky. Napríklad, E. coli DNA dĺžka je väčšia ako 1 mm, pričom dĺžka bunky - menej ako 5 mikrónov.

Počet nukleotidov v DNA, a to je ich kvantitatívny vzťah sa riadi pravidlom Chergaffa (množstvo purínových báz sú vždy rovná množstvo pyrimidínu). Vzdialenosť medzi nukleotidy - konštanta rovná 0,34 nm, a ich molekulová hmotnosť.

Štruktúra molekuly RNA

RNA je reprezentovaná jedným polynukleotidového reťazca, tvorený kovalentných väzieb medzi pentóza (ribózy v tomto prípade) a fosfátovú skupinu. Na dĺžku je oveľa kratšia DNA. Druhové zloženie z dusíkových báz v nukleotidových a existujú rozdiely. RNA pyrimidínový báza tymínu miesto uracilu použité. V závislosti na funkciách, vykonávaných v tele, môže byť RNA z troch typov.

• ribozomálnu (rRNA) - bude všeobecne obsahovať od 3000 do 5000 nukleotidov. Ako nevyhnutné konštrukčný prvok sa podieľa na tvorbe aktívneho centra ribozómov, umiestnenie jedného z najdôležitejších procesov v bunke - biosyntézy proteínov.
• Doprava (tRNA) - skladá sa z priemeru 75 - 95 nukleotidov, vykonáva prevod do miesta syntézy aminokyselín polypeptidu požadované v ribozómu. Každý typ tRNA (najmenej 40) má svoj vlastný len na to sekvenciu nukleotidov alebo monomérov.
• Information (RNAi) - v zložením nukleotidov je veľmi rozmanitá. Prenos genetickej informácie z DNA na ribozómy, pôsobí ako templát pre syntézu molekuly proteínu.

Úloha nukleotidov v tele

Nukleotidov v bunke vykonávať rad dôležitých funkcií:

• sa používajú ako stavebné kamene pre nukleovej kyseliny (nukleotid purínu a pyrimidínu séria);
• sú zapojené do mnohých metabolických procesov v bunke;
• súčasťou ATP - hlavný zdroj energie v bunkách;
• pôsobí ako prenášači redukčné ekvivalenty v bunke (NAD +, NADP +, FAD, FMN);
• pôsobí ako bioregulátor;
• môžu byť považované za druhí poslovia extracelulárnej pravidelné syntézy (napr. CAMP alebo cGMP).

Nukleotid - monomérna jednotka, ktorá tvorí viac komplexných zlúčenín - nukleovej kyseliny, bez ktorého by prenos genetickej informácie, ich ukladanie a prehrávanie. Voľné nukleotidy sú hlavné zložky podieľajúce sa na signál energetických procesov a podporných buniek a normálne fungovanie celého organizmu.