Нуклеотид - какво е това? Съставът, структурата, броя и последователността на нуклеотиди в ДНК веригата

Целият живот на планетата е съставена от много клетки, които поддържат подредбата на организацията им за сметка съдържа в ядрото на генетичната информация. Все още е налице, изпълнява и предава сложни макромолекулни съединения - нуклеинова киселина, състояща се от мономерни единици - нуклеотиди. е невъзможно да се надцени ролята на нуклеинови киселини. Стабилност на техните структури, определени от нормалното функциониране на организма, както и всякакви отклонения в структурата неминуемо ще доведе до промени в клетъчната организация, дейност на физиологичните процеси и жизнеспособността на клетките като цяло.

Концепцията на нуклеотидна и неговите свойства

Всяка молекула на ДНК или РНК се състои от малки мономерни съединения - нуклеотид. С други думи, нуклеотидите - градивните елементи на нуклеинови киселини, ко-ензими и много други биологични съединения, които са критични за клетка по време на живота си.

Основните свойства на тези основни вещества включват:

• съхраняване на информация за структурата на протеин и наследени черти;
• Контрол върху растежа и възпроизводството;
• участват в обмяната на веществата и много други физиологични процеси в клетката.

Съставът на нуклеотидите

Говорейки на нуклеотидите, ние не може да живее по такъв важен въпрос, тъй като тяхната структура и състав.

Всеки нуклеотид се състои от:

• захарен остатък;
• азотна база;
• фосфатна група или остатък на фосфорна киселина.

Може да се каже, че нуклеотид - комплекс органично съединение. В зависимост от специфичния състав и вида на азотни основи на пентоза структура нуклеотидната нуклеинова киселина подразделят на:

• дезоксирибонуклеинова киселина или ДНК;
• рибонуклеинова киселина, или РНК.

Състав нуклеинова киселина

е представена киселина-пентоза захар нуклеинова. Това пет въглерод захар в ДНК, тя се нарича деоксирибоза, в РНК - рибоза. Всяка молекула има пентози пет въглеродни атома, четири от които заедно с кислородния атом образуват пет-членен пръстен, и петата част от група НО-СН2.

Позицията на всеки въглероден атом в молекулата пентоза означен арабска цифра с основен (1C ', 2с ", 3C', 4 ° ', 5 ° С). Тъй като всички процеси четене на генетична информация с молекули на нуклеинови киселини имат строго насоченост, номерирането на въглеродните атоми и тяхното подреждане в пръстена служи като указател към правилната посока.

Хидроксилната група на трето и пето въглеродни атоми (и 3S "5S") прикрепена фосфорна киселина остатъчни вещества. Той определя химичната идентичност на ДНК и РНК на група от киселини.

Първият въглеродния атом, (1S) азотна база, прикрепен към молекулата на захар.

Видове състав азотни основи

Нуклеотидите на ДНК азотни основи са представени от четири вида:

• аденин (А);
• гуанин (G);
• цитозин (С);
• тимин (Т).

Първите две принадлежат към класа на пурини, последните две - пиримидина. Молекулно тегло пурин пиримидин е винаги по-тежки.

Нуклеотидите РНК азотни основи представени:

• аденин (А);
• гуанин (G);
• цитозин (С);
• урацил (U).

Урацил както и тимин, пиримидинов база.

В научната литература и често могат да се намерят други наименование азотни основи - латинските букви (А, Т, С, G, U).

По-големи подробности за химичната структура на пурини и пиримидини.

Пиримидини, а именно, цитозин, тимин и урацил, в структурата, представена от двата азотни атома и четири въглеродни атоми, образуващи шест членен пръстен. Всеки атом има свой собствен номер от 1 до 6.

Пурините (аденин и гуанин) се състои от пиримидин и имидазол или две хетероцикли. Molecule пуринови бази, представени с четири азотни атоми и пет въглеродни атома. Всеки атом номерирани от 1 до 9.

Полученото съединение с азотна база и пентоза остатък формира нуклеозид. Нуклеотидна - нуклеозиден съединение и фосфатна група.

Образуването на фосфодиестерни връзки

Важно е да се разбере, въпросът за това как да се комбинират нуклеотидите в полипептидната верига за образуване на молекула нуклеинова киселина. Това се случва поради т.нар фосфодиестерни връзки.

Взаимодействие на два нуклеотида дава динуклеотид. Получаване на новите съединения се осъществява чрез кондензация между фосфатен остатък от един мономер и друг хидрокси пентоза фосфодиестерна връзка се появява.

Полинуклеотид синтез - многократно повторение на тази реакция (няколко милиона пъти). Полинуклеотид верига се конструира чрез образуване на фосфодиестерни връзки между третия и петия въглеродни захари (3S "и 5S").

Сглобяване полинуклеотид - сложен процес, който се извършва, когато ензим ДНК полимеразата, която осигурява само растежа на верига в единия край (3 ') със свободна хидроксилна група.

Структурата на ДНК молекулата

Една молекула ДНК, както и на протеина може да бъде първичен, вторичен и третичен структура.

Последователността от нуклеотиди, по веригата на ДНК определя основната структура. Вторична структура се образува в резултат на водородни връзки, въз основа на които принцип допълване появата положени. С други думи, в синтеза на двойната спирала на ДНК действа някои редовност: аденин, тимин съответства на схема друг, гуанин - цитозин и обратно. Двойки от аденин и тимин или гуанин и цитозин са образувани от двете в първия и във втория случай три водородни връзки. Такова съединение в твърдо нуклеотидни връзка вериги и еднакво разстояние между тях.

Познаването на последователността на нуклеотиди в ДНК верига от принципа на допълване може да бъде разширен втори или добавка.

Третичната структура на ДНК комплекс се образува чрез триизмерни връзки, които молекула, което го прави по-компактен и способен поставя в малък обем клетка. Например, ДНК на E.coli дължина е по-голяма от 1 mm, а дължината на клетка - по-малко от 5 микрона.

Броят на нуклеотиди в ДНК, и е тяхното количествено връзка е предмет на правилото Chergaffa (брой на пуринови бази са винаги равно на количеството на пиримидин). Разстоянието между нуклеотиди - постоянна равна на 0.34 пМ, и тяхното молекулно тегло.

Структурата на молекула РНК

РНК е представена от един полинуклеотид верига, образувана от ковалентни връзки между пентоза (рибоза в този случай) и фосфатен остатък. По дължина е много по-кратък ДНК. Съставът на видове от азотни бази в нуклеотида и има разлики. РНК пиримидинова база тимин вместо урацил използва. В зависимост от функциите, изпълнявани в тялото, РНК може да бъде от три вида.

• Рибозомален (рРНК) - обикновено съдържа от 3000 до 5000 нуклеотиди. Като необходимо структурен компонент участва в образуването на активния център на рибозоми, местоположението на един от най-важните процеси в клетката - биосинтезата на протеини.
• транспорт (тРНК) - се състои от средно 75 - 95 нуклеотиди, извършва прехвърляне на мястото на желаната аминокиселина полипептид синтеза в рибозом. Всеки тип на тРНК (най-малко 40) има присъща само да го последователност от нуклеотиди, или мономери.
• Информация (RNAi) - в нуклеотид състав е много разнообразен. Прехвърляне на генетична информация от ДНК на рибозоми, действа като матрица за синтеза на протеиновата молекула.

Ролята на нуклеотиди в тялото

Нуклеотиди в клетката изпълняват редица важни функции:

• се използват като градивни елементи за нуклеинови киселини (нуклеотидна пурин и пиримидин серия);
• участват в много метаболитни процеси в клетката;
• част от ATP - основния източник на енергия в клетките;
• действат като вектори за намаляване еквиваленти в клетката (NAD +, NADP +, FAD, FMN);
• действа като биорегулатори;
• може да се счита като вторични посредници извънклетъчен редовен синтез (например, сАМР или цГМФ).

Нуклеотидна - мономер единица, която образува повече комплексни съединения - нуклеинови киселини, без което прехвърлянето на генетична информация, нейното съхранение и възпроизвеждане. Безплатни нуклеотиди са основните компоненти, които участват в процесите на сигнал за енергия и поддържащи клетки и нормалното функциониране на целия организъм.