Nukleotidin - mitä tämä on? Koostumus, rakenne, määrä ja sekvenssi nukleotidien DNA-ketjun

Kaikki elämä maapallolla muodostuu monia soluja, jotka tukevat tilaamista organisaationsa kustannuksella sisältämän ytimen geneettistä informaatiota. Se on edelleen läsnä, toteutetaan ja lähetetään monimutkainen makromolekyyliyhdisteitä - nukleiinihappo, joka koostuu monomeeriyksiköistä - nukleotidia. on mahdotonta yliarvioida nukleiinihappojen rooli. Vakaus niiden rakenteiden määritetään normaalia toimintaa organismin, ja mahdolliset poikkeamat rakenteessa väistämättä johtaa muutoksiin solujen järjestäytymiseen aktiivisuus fysiologisissa prosesseissa ja solujen elinkykyä yleensä.

Käsite nukleotidin ja sen ominaisuudet

Kukin molekyyli DNA: ta tai RNA: ta on valmistettu pienemmistä monomeeristen yhdisteiden - nukleotidin. Toisin sanoen, nukleotidit - rakennuspalikoita nukleiinihappojen, co-entsyymejä ja monia muita biologisia yhdisteitä, jotka ovat kriittisiä solun sen käyttöiän aikana.

Tärkeimmät ominaisuudet näitä välttämättömiä aineita ovat:

• varastointi tietoa proteiinin rakenteesta ja perinyt ominaisuuksia;
• Ohjaus yli kasvua ja lisääntymistä;
• osallistua aineenvaihduntaa ja monia muita elintoimintoja solussa.

Koostumus nukleotidien

Puhuminen nukleotidin, emme voi viipyä näin tärkeästä asiasta kuin niiden rakennetta ja koostumusta.

Kukin nukleotidi koostuu:

• sokeritähde;
• typpipitoinen emäs;
• fosfaatti ryhmä tai tähde, fosforihapon.

Voimme sanoa, että nukleotidin - monimutkainen orgaaninen yhdiste. Riippuen erityinen koostumus ja tyyppi typpiemästen nukleotidi- pentoosi- nukleiinihapon rakenne jakaa seuraavasti:

• deoksiribonukleiinihappo tai DNA: ta;
• ribonukleiinihappo, tai RNA: ta.

Koostumus nukleiinihappo

Nukleiinihappoa pentoosisokeri on esitetty. Tämä viiden hiilen sokeri DNA sitä kutsutaan deoksiriboosi, RNA - riboosi. Kukin molekyyli on pentooseja viisi hiiliatomia, joista neljä yhdessä sen happiatomin kanssa, muodostavat viisijäsenisen renkaan, ja viides osa HO-CH2-ryhmä.

Asema kukin hiiliatomi molekyylissään pentoosi- merkitty arabialaisilla numeroilla ja indeksipilkulla (1C, 2C ', 3C ' 4C', 5C). Koska kaikki prosessit käsittelyssä geneettisen tiedon kanssa nukleiinihappomolekyylien on tiukka suuntaavuus, numerointi hiiliatomia, ja niiden järjestely rengas toimii osoittimen oikeaan suuntaan.

Hydroksyyliryhmä kolmannen ja viidennen hiiliatomia (ja 3S '5S') on kiinnitetty fosforihappojäännöstä. Hän määrittää kemiallinen identiteetti DNA: n ja RNA: n ryhmä happoja.

Ensimmäinen hiiliatomi (1S ') typpipitoinen emäs on kiinnitetty sokerimolekyyliä.

Lajikoostumusta typpipitoisten emästen

Nukleotidien DNA typpipitoiset emäkset edustavat neljä lajia:

• adeniini (A);
• guaniini (G);
• sytosiini (C);
• tymiini (T).

Ensimmäiset kaksi kuuluvat luokkaan purines, kaksi viimeistä - pyrimidiiniä. Molekyylipaino puriini pyrimidiini on aina raskaampaa.

Nukleotidit RNA typpipitoisten emästen edustettuina:

• adeniini (A);
• guaniini (G);
• sytosiini (C);
• urasiili (U).

Urasiili sekä tyrniini, pyrimidiiniemäksellä.

Tieteellisessä kirjallisuudessa ja ne voidaan usein löytää muita nimitys typpiemästen - Latin kirjaimet (A, T, C, G, U).

Tarkemmin kemiallinen rakenne puriinien ja pyrimidiinien.

Pyrimidiinit, nimittäin, sytosiini, tymiini ja urasiili, rakenteen, jolla on kaksi typpiatomia ja neljä hiiliatomia, jotka muodostavat kuusijäsenisen renkaan. Jokaisen atomin on oma numeronsa 1-6.

Puriinien (adeniini ja guaniini) koostuu pyrimidiiniä ja imidatsolin tai kaksi heterosyklit. Molekyyli puriiniemästen, jota edustaa typpiatomia ja viisi hiiliatomia. Kukin atomi on numeroitu 1-9.

Tuloksena saadun yhdisteen, typpipitoisen emäksen ja pentoosi muodostunut jäännös nukleosidi. Nukleotidi - nukleosidi yhdisteen ja fosfaattiryhmän.

Muodostumista fosfodiesterisidoksia

On tärkeää ymmärtää, kysymys siitä, miten yhdistää nukleotidien polypeptidiketjussa muodostamiseksi nukleiinihappomolekyyli. Tämä tapahtuu, koska ns fosfodiesterisidoksia.

Vuorovaikutus kahden nukleotidin antaa dinukleotidin. Uusia yhdisteitä, tapahtuu kondensoimalla välillä fosfaattia jäännös yhden monomeerin ja toisen hydroksi Pentoosi fosfodiesterisidoksen tapahtuu.

Polynukleotidisynteesissä - toistuva toistoa Tämän reaktion (muutama miljoona kertaa). Polynukleotidi ketju rakennetaan fosfodiesterisidosten muodostamiseksi kolmannen ja viidennen hiiltä sokereita (3S 'ja 5S').

Kokoonpano polynukleotidi - monimutkainen prosessi, joka tapahtuu, kun entsyymin DNA-polymeraasi, joka tarjoaa vain ketjun kasvu toiseen päähän (3 '), jossa on vapaa hydroksiryhmä.

Rakenteen DNA-molekyylin

DNA-molekyyli samoin kuin proteiini voi olla primäärinen, sekundäärinen ja tertiäärinen rakenne.

Sekvenssi nukleotidien DNA-ketjun määrittelee sen ensisijainen rakenne. Sekundaarirakenne on muodostettu, koska vetysidosten, jonka perusteella esiintymisen noudattaen täydentävyysperiaatteelle. Toisin sanoen, että DNA: n synteesi kaksoiskierre toimii tiettyä säännöllisyyttä: adeniini, tyrniini vastaa piirin muita, guaniini - sytosiini ja päinvastoin. Paria adeniinin ja tymiinin tai guaniini ja sytosiini on muodostettu kaksi ensimmäisessä ja viimeksi mainitussa tapauksessa kolme vetysidoksia. Tällainen yhdiste tarjoaa kiinteän sidoksen, nukleotidin ketjut ja sama etäisyys niiden välillä.

Tietäen nukleotidisekvenssin DNA-ketjun periaatetta täydentävät voidaan laajentaa tai täydentämiseksi.

Tertiäärinen rakenne DNA-kompleksin on muodostettu kolmiulotteinen sidoksia, joka molekyyli tekee siitä kompakti ja joka pystyy laitettiin pieneen tilavuuteen solu. Esimerkiksi E. coli DNA-pituus on suurempi kuin 1 mm, kun taas solun pituus - pienempi kuin 5 mikronia.

Nukleotidien lukumäärä DNA: ssa, ja se on niiden määrällinen suhde on sääntö koskee Chergaffa (lukumäärä puriini- emäksiä ovat aina yhtä suuri kuin määrä, pyrimidiini). Välinen etäisyys nukleotidien - vakio yhtä suuri kuin 0,34 nm, ja niiden molekyylipaino.

Rakenteen RNA-molekyylin

RNA edustaa yksi polynukleotidiketjuun, muodostuu kovalenttisia sidoksia välillä pentoosi- (riboosi tässä tapauksessa) ja fosfaattiryhmä. Pituus on paljon lyhyempi DNA: ta. Lajin koostumus typpiemästen nukleotidi- ja on eroja. RNA pyrimidiiniemäs sijasta tyrniini urasiilin käyttää. Riippuen suoritettavia tehtäviä elimistössä, RNA voi olla kolmenlaisia.

• Ribosomaalisen (rRNA) - sisältävät yleensä 3000 ja 5000 nukleotidin. Koska se on välttämätön rakenneosa on mukana muodostumista aktiivisen ribosomien, sijainnit yksi tärkeimmistä prosesseista solussa - proteiinibiosynteesiin.
• liikenne (tRNA) - muodostuu keskimäärin 75-95 nukleotidia, suorittaa siirto tapahtuu halutun aminohapon polypeptidiä synteesin ribosomin. Kunkin tRNA: ta (vähintään 40) on sen luontainen vain se nukleotidien tai monomeereja.
• tiedot (RNAi) - nukleotidin koostumus on hyvin monipuolinen. Sesta geneettisen informaation siirrosta DNA ribosomien, toimii templaattina proteiinin synteesin molekyylin.

Rooli nukleotidin elimistössä

Nukleotidit solussa suorittaa useita tärkeitä tehtäviä:

• käytetään rakennuspalikoina nukleiinihappojen (nukleotidi puriini ja pyrimidiini-sarja);
• ovat mukana monissa aineenvaihduntaan solussa;
• osa ATP - pääasiallinen energialähde soluissa;
• toimivat vektorit pelkistäviä ekvivalentteja solussa (NAD +, NADP +, FAD, FMN);
• toimivat biosäätelijöiden;
• voidaan pitää toisiolähetteinä solunulkoisen säännöllisesti synteesi (esim. CAMP tai cGMP).

Nukleotidi - monomeeriyksikkönä, joka muodostaa monimutkaisempia yhdisteitä - nukleiinihappoja, jota ilman sesta geneettisen informaation siirrosta, sen varastointi ja toisto. Vapaa nukleotidit ovat tärkeimmät osat osallistuvat signaalin energian ja niitä tukevia soluja ja normaalia toimintaa koko organismin.