Nukleotida - šta je ovo? Sastav, struktura, broj i redoslijed nukleotida u lancu DNK

Sav život na planeti se sastoji od mnogih ćelija koje podržavaju naručivanje svoje organizacije na račun koji se nalaze u jezgru genetske informacije. To je i dalje prisutna, implementiran i prenose složen makromolekularni spojevi - nukleinskih kiselina koja se sastoji od monomernih jedinica - nukleotida. nemoguće je precijeniti ulogu nukleinskih kiselina. Stabilnost njihovih struktura određuje normalno funkcioniranje organizma, i bilo odstupanja u strukturi će neminovno dovesti do promjena u ćelijskom organizacija, aktivnost fizioloških procesa i održivost ćelija u cjelini.

Koncept nukleotida i njegova svojstva

Svaka molekula DNK ili RNK se sastoji od manjih monomernih jedinjenja - nukleotida. Drugim riječima, nukleotida - blokove zgrada nukleinskih kiselina, ko-enzima i mnoge druge biološki spojevi, koji su od ključnog značaja za mobilne tokom svog života.

Glavne osobine ove bitne tvari su:

• čuvanje informacija o strukturi proteina i nasledne osobine;
• Kontrola nad rast i reprodukciju;
• učestvuje u metabolizmu i mnoge druge fiziološke procese u ćeliji.

Sastav nukleotida

Govoreći nukleotida, ne možemo zadržavati na tako važnom pitanju kao svoju strukturu i sastav.

Svaki nukleotid se sastoji od:

• šećer ostataka;
• dušičnih baza;
• fosfat grupe ili ostataka fosforne kiseline.

Možemo reći da je nukleotida - kompleks organski spoj. Ovisno o specifičnom sastavu i vrsti dušičnih baza u pentoznog strukture nukleotida nukleinskih kiselina podijeliti na:

• dezoksiribonukleinske kiseline ili DNK;
• ribonukleinske kiseline, ili RNK.

Sastav nukleinskih kiselina

nukleinske kiseline-pentose šećera je predstavljen. Ovaj pet-ugljičnog šećera u DNK to se zove deoxyribose, u RNK - riboze. Svaka molekula ima pentoze pet atoma ugljika, od kojih su četiri zajedno s atomom kisika formiraju petočlani prsten, a peti dio HO-CH2 grupu.

Položaj svakog atoma ugljenika u molekulu pentose označeni Arapski broj sa odličnoj (1C ', 2C', 3C ', 4C', 5C '). Budući da su svi procesi čitanja genetskih informacija sa molekula nukleinske kiseline imaju strogu usmjerenost, numeracija atoma ugljika i njihov raspored u ringu služi kao pokazivač na ispravan pravac.

Hidroksilne grupe atoma trećeg i petog ugljen (i 3S "5S") u prilogu fosforne kiseline talog. On određuje kemijski identitet DNK i RNK u grupu kiselina.

Prvi atom ugljenika (1S ') dušičnih baza u prilogu molekule šećera.

Sastav vrsta dušičnih baza

Nukleotida DNK dušičnih baza zastupljeni su četiri vrste:

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

Prva dva pripadaju klasi purina, dva poslednja - pirimidina. Molekularna težina purina pirimidina je uvijek teže.

Nukleotidi RNK dušičnih baza predstavljeni:

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

Uracil kao i timin, a pirimidina bazu.

U naučnoj literaturi i često možete pronaći druga oznaka dušičnih baza - latinicom (A, T, C, G, U).

Bliže hemijsku strukturu purina i pirimidina.

Pirimidina, naime, citozin, timin i uracil, u strukturi predstavlja dva atoma azota i četiri atoma ugljika formira šest prstenu. Svaki atom ima svoj broj od 1 do 6.

Purina (adenin i guanin) sastoji se od pirimidina i imidazola ili dva heterocikličnih. Molekula purinskih baza predstavlja četiri atoma azota i pet atoma ugljika. Svaki atom od 1 do 9.

Rezultirajući spoj dušičnih baza i pentoza ostataka formirana nukleozida. Nukleotida - nukleosid spoj i fosfata grupe.

Formiranje phosphodiester obveznica

To je važno shvatiti pitanje kako kombinirati nukleotida u lancu polipeptida da se formira nukleinske kiseline molekula. To se događa zbog tzv phosphodiester obveznica.

Interakcija dva nukleotida daje dinukleotid. Formiranje novih spojeva nastaje kondenzacijom kao i između fosfata ostataka jednog monomera i drugi hidroksi pentose phosphodiester obveznica javlja.

Polynucleotide sinteza - ponovio ponavljanje ove reakcije (nekoliko miliona puta). A polynucleotide lanac izgrađen formiranjem phosphodiester veze između trećeg i petog ugljikovih šećera (3S 'i 5S').

Sklapanje polynucleotide - složen proces koji se odvija kada je enzim DNK polimeraza, koji pruža samo rast lanac na jednom kraju (3 ') sa slobodnim hidroksi grupa.

Struktura DNA molekula

DNK molekula, kao i proteina može biti primarne, sekundarne i tercijarne strukture.

Redoslijed nukleotida u lancu DNK definira svoju primarnu strukturu. Sekundarna struktura se formira zbog vodikove veze, na osnovu kojih je pojava postavio princip komplementarnosti. Drugim riječima, u sintezi DNK dvostruke spirale djeluje određene pravilnost: adenin, timin odgovara na kolo druge, guanin - citozin i obrnuto. Parovi adenin i timin ili guanin i citozin formiraju se dva u prvom i u drugom slučaju tri vodikove veze. Takav spoj daje čvrstu vezu nukleotida lanaca i jednake udaljenosti između njih.

Znajući redoslijed nukleotida u DNK lanac principu komplementarnosti može produžiti drugi ili dodatak.

U tercijarne strukture DNK kompleksa formiraju trodimenzionalni obveznica, što molekula što je više kompaktan i sposoban staviti u mali volumen ćelije. Na primjer, E. coli dužina DNK je veći od 1 mm, dok duljina ćelije - manje od 5 mikrona.

Broj nukleotida u DNK, a to je njihov kvantitativni odnos je predmet pravilo Chergaffa (broj purinskih baza su uvijek jednak iznosu od pirimidina). Udaljenost između nukleotida - konstanta jednaka 0,34 nm, i njihove molekularne težine.

Struktura RNK molekula

RNK je predstavljena jednim polynucleotide lanac, formirana od kovalentne veze između pentoza (riboze u ovom slučaju) i fosfata polovina. Dužine je mnogo kraći DNK. sastav vrsta od dušičnih baza u nukleotida i postoje razlike. RNK pirimidina baza timin umjesto uracil koristi. Ovisno o funkcijama koje obavlja u organizmu, RNK može biti tri vrste.

• Ribosomalna (rRNA) - uglavnom će sadržavati od 3.000 do 5.000 nukleotida. Kao neophodne strukturne komponenta je uključen u formiranje aktivnog centra ribozomi, lokacije jednog od najvažnijih procesa u ćeliji - biosintezu proteina.
• Transport (tRNA) - sastoji se od prosječno 75-95 nukleotida, obavlja prijenos na mjesto željenog aminokiselina polipeptid sintezu u ribozomu. Svaki tip tRNA (najmanje 40) ima svoje inherentne samo da ga niz nukleotida ili monomera.
• Informacije (RNAi) - u nukleotida sastav je vrlo raznolik. Prijenos genetskih informacija iz DNK ribozome, djeluje kao predložak za sintezu molekula proteina.

Uloga nukleotida u organizmu

Nukleotida u ćeliji obavljaju brojne važne funkcije:

• koriste se kao blokovi za nukleinske kiseline (nukleotida purina i pirimidina serije);
• su uključeni u mnogim metaboličkim procesima u ćeliji;
• dio ATP - glavni izvor energije u ćelijama;
• djeluju kao vektori smanjenja ekvivalenata u ćeliji (NAD +, NADP +, FAD, FMN);
• djelovati kao biostimulatora;
• može se smatrati kao drugi glasnici ekstracelularnog redovne sinteze (npr cAMP ili cGMP).

Nukleotida - monomer jedinica koja čini više kompleksnih jedinjenja - nukleinskih kiselina, bez kojih prijenos genetskih informacija, njihovo pohranjivanje i reprodukciju. Free nukleotida su glavne komponente uključene u energetski signal procese i podršku ćelija i normalno funkcioniranje cijelog organizma.