Nukleotiid - mis see on? Koostise, struktuuri, arvu ja nukleotiidide järjestus DNA ahela

Kõik elu planeedil koosneb paljudest rakkudest, mis toetavad tellimise oma organisatsiooni kulul sisalduvad tuumas geneetilist informatsiooni. On endiselt olemas, rakendatud ja edastatakse kompleksi makromolekulaarsete ühendite - nukleiinhappe koosneb monomeerühikuid - nukleotiidi. on võimatu ülehinnata rolli nukleiinhappeid. Stabiilsust nende struktuurid määrati normaalse toimimise organismis ja kõrvalekaldeid struktuuris toob paratamatult kaasa muutused rakulise organisatsioon, tegevus füsioloogilistes protsessides ning rakkude eluvõime üldiselt.

Mõiste nukleotiidide ja selle omadusi

Iga DNA molekul või RNA koosneb väiksemad monomeersed ühendid - nukleotiid. Teisisõnu nukleotiidide - ehitusmaterjaliks nukleiinhapped, koensüüme paljude teiste bioloogiliste ühendite, mis on olulised raku oma eluea kestel.

Peamised omadused nende oluliste ainete hulka:

• ladustamise informatsioon valgu struktuuri ja päritud tunnused;
• Kontroll kasvu ja paljunemist;
• osaleda ainevahetust ja paljud teised füsioloogilised protsessid rakus.

Kompositsioon nukleotiidide

Rääkides nukleotiidi, ei saa me rääkida nii oluline küsimus, sest nende struktuur ja koostis.

Iga nukleotiid koosneb:

• suhkrujääk;
• lämmastikalust;
• fosfaatrühma või jääki fosforhappe.

Võime öelda, et nukleotiidide - keerukas orgaaniline ühend. Sõltuvalt konkreetsest koostisest ja tüüpi lämmastikalused nukleotiidide pentoos nukleiinhappe struktuuri jagada:

• desoksüribonukleiinhappe või DNA;
• Ribonukleiinhape või RNA.

Koostis nukleiinhappe

Nukleiinhappe-pentoossuhkrust esitletakse. See viie süsinikuga suhkru DNA seda nimetatakse desoksüriboos, RNA - riboos. Iga molekuli pentoosid viis süsiniku aatomit, millest neli koos hapniku aatomiga moodustavad viieosaline tuum ja viies osa HO-CH2-rühm.

Positsiooni iga süsinikuaatom molekulis pentoos tähistatakse araabia numbritega ülakomaga (1C ', 2C', 3C ', 4C', 5C '). Kuna kõik protsessid lugemise geneetilise informatsiooni nukleiinhappemolekulidega on range directivity numeratsiooni süsiniku aatomit ja nende paigutus tsükkel toimib osuti õigesse suunda.

Hüdroksüülrühma kolmas ja viies süsinikuaatomit (ja 3S'Vl 5S ') külge fosforhappe jäägi. Ta määrab keemilise koostise DNA ja RNA rühmale hapetega.

Esimene süsiniku aatom (1S ') lämmastikalust kinnitunud suhkrule molekul.

Liigilise koosseisu lämmastikalused

Nukleotiidi DNA lämmastikalused esindajad nelja liigi:

• adeniin (A);
• guaniin (G);
• tsütosiin (C);
• tümiin (T).

Esimesed kaks kuuluvad klassi puriinide, kaks last - pürimidiin. Molekulmass puriini pürimidiin on alati suurem.

Nukleotiidi RNA lämmastikalused esindajad:

• adeniin (A);
• guaniin (G);
• tsütosiin (C);
• uratsiil (U).

Uratsiil samuti tümiin, pürimidiini alusega.

Teaduskirjanduses ja võib sageli leida muu tähis lämmastikalused - ladina tähtedega (A, T, C, G, U).

Üksikasjalikumalt keemilise struktuuri puriinide ja pürimidiinide.

Pürimidiinide, nimelt tsütosiin, tümiin ja uratsiil, mille struktuuris esindab kahte lämmastiku aatomit ja neli süsiniku aatomit, moodustades kuueliikmeline tsükkel. Iga aatom on oma number 1 kuni 6.

Puriine (adeniin ja guaniin) koosneb pürimidiin ja imidasooli või kahe heterotsükleid. Molekuli puriinaluseid esindatud nelja lämmastiku aatomit ja viis süsiniku aatomit. Iga aatom nummerdatud 1-9.

Saadud ühendi lämmastikalust ja pentoosist moodustunud jääk nukleosiidi. Nukleotiid - nukleosiid ühendi ja fosfaatrühma.

Moodustumine fosfordiestersidet

On oluline mõista, küsimus, kuidas ühendada nukleotiidi polüpeptiidahelas moodustamaks nukleiinhappemolekul. See juhtub tänu nn fosfordiestersidet.

Interaktsiooni kahe nukleotiidi annab dinukleotiidis. Kihistu uute ühendite suhtes tekib kondenseerumine vahelise fosfaadijäägi ühe monomeeri ja muud hüdroksü pentoos fosfodiesterside esineb.

Polünukleotiidi sünteesi - korduv kordamine selle reaktsiooni (paar miljonit korda). Polünukleotiid ahel konstrueeriti fosfordiestersidet kolmanda ja viienda süsinikku suhkrute (3S'Vl ja 5S ').

Kokkupanek polünukleotiidi - keeruline protsess, mis toimub siis, kui ensüümi DNA polümeraasi, mis võimaldab kasutada üksnes ahela kasvu ühes otsas (3 '), mille vaba hüdroksüülrühm.

Struktuuri DNA molekuli

DNA molekuli samuti valk võib olla primaarne, sekundaarne ja tertsiaarne struktuur.

Nukleotiidide järjestus DNA ahela määratleb selle esmane struktuur. Sekundaarne struktuur moodustub tänu vesiniksidemete mille põhjal esinemise ette täiendavad põhimõtet. Teisisõnu sünteesis DNA kaksikheeliksi toimib teatud korrektsuse: adeniin, tümiin vastab lülitust muud, guaniin - tsütosiin ja vastupidi. Paari adeniin ja tümiin või guaniin ja tsütosiin moodustuvad kaks esimeses ja viimasel juhul kolme vesiniksidemed. Sellist ühendit annab tugeva sideme nukleotiidide ahelate ja võrdse vahemaa nende vahel.

Teades nukleotiidide järjestus DNA ahela põhimõte komplementaarsuse saab pikendada või täiendamiseks.

Tertsiaarstruktuur DNA kompleks moodustub kolmemõõtmelise väärtpaberid, mille molekuli muutes kompaktsem ning võimelised panna väikesesse mahtu rakk. Näiteks E. coli DNA pikkus on suurem kui 1 mm, samas kui raku pikkus - alla 5 mikromeetri.

Arvu nukleotiide DNA, ja see on nende kvantitatiivset suhe on alluma Chergaffa (arv puriinaluseid on alati võrdne kogus pürimidiin). Vahemaa nukleotiidi - konstantne võrdne 0,34 nm, ja nende molekulmass.

Struktuuri RNA molekuli

RNA on esindatud ühe polünukleotiidi ahelat, mis on moodustatud kovalentsete sidemete vahel pentoos (riboos käesoleval juhul) ja fosfaatrühm. Pikkus on palju lühem DNA. Liigikoosseisu kohta lämmastikalused nukleotiidide ja esineb erinevusi. RNA pürimidiinalust tümiin asemel uratsiil kasutatud. Sõltuvalt ülesannetest organismis, RNA võib olla kolme liiki.

• Ribosomaalsed (rRNA) - sisaldavad reeglina 3000 kuni 5000 nukleotiidi. Kui vajalikku konstruktsiooniosa osaleb moodustamine aktiivse tsentri ribosoomide, asukohad üks tähtsamaid protsesse rakus - valkude biosünteesi.
• Transport (tRNA) - koosneb keskmiselt 75-95 nukleotiidi, sooritab üleminekust koha soovitud aminohappeid sisaldava polüpeptiidi sünteesi ribosoomi. Iga liigi tRNA (vähemalt 40) on oma loomupärast ainult seda nukleotiidide järjestust või monomeere.
• informatsioon (RNAi) - nukleotiidide koostis on väga erinev. Kanna geneetilise informatsiooni DNA-lt ribosoomid, toimib malli sünteesil valgumolekuli.

Rolli nukleotiidi kehas

Nukleotiidid rakus täita mitmeid olulisi funktsioone:

• kasutatakse ehitusplokke nukleiinhappeid (nukleotiidide puriini ja pürimidiini seeria);
• on kaasatud palju ainevahetusprotsesse rakus;
• osa ATP - peamine energiaallikas rakud;
• teo vektoriteks redutseerivate ekvivalentide rakus (NAD +, NADP +, FAD, FMN);
• tegutseda bioregulators;
• võib pidada sekundaarseid signaalmolekule rakuvälise regulaarsel sünteesi (nt cAMP või cGMP).

Nukleotiid - monomeerühik mis moodustab rohkem kompleksühendid - nukleiinhapped, milleta üleandmine geneetiline informatsioon, hoidmine ja taasesituse. Vaba nukleotiidid on peamised komponendid kaasatud signaali energia protsesse ja toetades rakkudes ja normaalset toimimist kogu organismi.