Die nukleotied is wat? Die samestelling, struktuur, getal en volgorde van nukleotiede in die DNA-ketting

Alle lewende dinge op die planeet bestaan uit 'n menigte selle wat die orde van hul organisasie ondersteun ten koste van die genetiese inligting wat in die kern voorkom. Dit word bewaar, gerealiseer en oorgedra deur komplekse hoë-molekulêre verbindings - nukleïensure wat bestaan uit monomeer eenhede - nukleotiede. Die rol van nukleïensure kan nie oorbeklemtoon word nie. Die stabiliteit van hul struktuur bepaal die normale lewensbelangrike aktiwiteit van die organisme en enige afwykings in die struktuur lei noodwendig tot 'n verandering in die sellulêre organisasie, die aktiwiteit van fisiologiese prosesse en die lewensvatbaarheid van die selle as 'n geheel.

Die konsep van nukleotied en sy eienskappe

Elke molekuul van DNA of RNA word saamgestel uit kleiner monomere verbindings - nukleotiede. Met ander woorde, 'n nukleotied is 'n boumateriaal vir nukleïensure, koënsieme en baie ander biologiese verbindings wat uiters noodsaaklik is vir die sel in die proses van sy lewensbelangrike aktiwiteit.

Die belangrikste eienskappe van hierdie onvervangbare stowwe sluit in:

• berging van inligting oor proteïenstruktuur en geërfde eienskappe;
• beheer oor groei en voortplanting;
• deelname aan die metabolisme en baie ander fisiologiese prosesse wat in die sel plaasvind.

Nukleotiedsamestelling

Om oor nukleotiede te praat, kan mens nie help om so 'n belangrike kwessie as hul struktuur en samestelling te vestig nie.

Elke nukleotied bestaan uit:

• suikerresidu;
• stikstofbasis;
• 'n fosfaatgroep of 'n fosforsuurresidusie.

Daar kan gesê word dat 'n nukleotied 'n komplekse organiese verbinding is. Afhangende van die spesiesamestelling van die stikstofbasisse en die tipe pentose in die nukleotiedstruktuur, word die nukleïensure onderverdeel in:

• deoksiribonukleïensuur, of DNA;
• Ribonukleïensuur, of RNA.

Die samestelling van nukleïensure

In nukleïensure is die suiker pentose. Dit is 'n vyf-koolstof suiker, in DNA word dit deoksiribose genoem in RNA-ribose. Elke molekule van pentose het vyf koolstofatome, vier van hulle saam met 'n suurstofatoom vorm 'n vyfledige ring, en die vyfde is in die groep HO-CH2.

Die posisie van elke koolstofatoom in die pentosemolekule word aangedui deur 'n Arabiese syfer met 'n eerste (1C ', 2C', 3C ', 4C', 5C '). Aangesien al die prosesse om die oorerflike inligting uit die nukleïensuurmolekule te lees, 'n streng oriëntering het, dien die nommering van koolstofatome en hul rangskikking in die ring as 'n soort aanduiding van die korrekte rigting.

Op die hidroksielgroep word 'n fosforsuurresidu geheg aan die derde en vyfde koolstofatome (3C 'en 5C'). Hy bepaal die chemiese affiliasie van DNA en RNA aan die groep sure.

Die stikstofbasis word aan die eerste koolstofatoom (1C ') in die suikermolekule geheg.

Soort samestelling van stikstof basisse

Nukleotiede van DNA langs die stikstofbasis word voorgestel deur vier tipes:

Adenien (A);
• met guanine (D);
• sitosien (C);
• Thymine (T).

Die eerste twee behoort aan die klas purines, die laaste twee behoort aan pirimidiene. Deur molekulêre gewig is purien altyd swaarder as pyrimidien.

RNA nukleotiede op die stikstof basis is:

Adenien (A);
• met guanine (D);
• sitosien (C);
• uracil (Y)

Uracil, net soos thymien, is 'n pyrimidienbasis.

In die wetenskaplike literatuur is dit dikwels moontlik om 'n ander benaming van stikstofbasisse te vind - Latynse letters (A, T, C, G, U).

Meer besonderhede oor die chemiese struktuur van puriene en pirimidiene.

Pyrimidiene, naamlik sitosien, tymien en urasil, word in hulle samestelling verteenwoordig deur twee stikstofatome en vier koolstofatome wat 'n sesledige ring vorm. Elke atoom het sy eie getal van 1 tot 6.

Puriene (adenien en guanien) bestaan uit pyrimidien en imidasool of twee heterosiklusse. Die molekule van purienbasisse word verteenwoordig deur vier stikstofatome en vyf koolstofatome. Elke atoom is genommer van 1 tot 9.

As gevolg van die verbinding van die stikstofbasis en die pentose residu word 'n nukleosied gevorm. 'N Nukleotied is 'n verbinding van 'n nukleosied en 'n fosfaatgroep.

Vorming van fosfodiesterbindings

Dit is belangrik om die vraag te verstaan hoe nukleotiede aan 'n polipeptiedketting gekoppel is en 'n nukleïensuurmolekule te vorm. Dit is te wyte aan die sogenaamde fosfodiesterbindings.

Die interaksie van twee nukleotiede lewer 'n dinukleotied. Die vorming van 'n nuwe verbinding vind plaas deur kondensasie wanneer 'n fosfodiesterbinding plaasvind tussen die fosfaatgedeelte van een monomeer en die hidroksigroep van die pentose van die ander.

Sintese van polinukleotied - herhaalde herhaling van hierdie reaksie ('n paar miljoen keer). Die polynukleotiedketting word saamgestel deur fosfodiesterbindings tussen die derde en vyfde koolhidrate van suikers (3C 'en 5C') te vorm.

Die samestelling van die polynukleotied is 'n komplekse proses wat die ensiem van die DNA-polimerase behels, wat kettinggroei by slegs een einde (3 ') met 'n vrye hidroksigroep bied.

Struktuur van die DNA-molekuul

'N DNA-molekuul, sowel as 'n proteïen, kan 'n primêre, sekondêre en tersiêre struktuur hê.

Die volgorde van nukleotiede in die DNA-ketting bepaal sy primêre struktuur. Die sekondêre struktuur word gevorm as gevolg van waterstofbindings, waarvan die basis die komplementêre beginsel is. Met ander woorde, in die sintese van die dubbele helix van DNA is daar 'n definitiewe reëlmatigheid: adenien van een ketting stem ooreen met thymien van 'n ander, guanien tot sitosien, en omgekeerd. Pare van adenien en tymien of guanien en sitosine word gevorm as gevolg van twee in die eerste en drie in die laaste geval van waterstofbindings. So 'n nukleotiedverbinding bied 'n sterk band tussen die kettings en 'n gelyke afstand tussen hulle.

Om die volgorde van nukleotiede van een DNA-string te ken, volgens die beginsel van komplementariteit of komplementering, kan die tweede een voltooi word.

Tersiêre DNA-struktuur word gevorm as gevolg van komplekse driedimensionele bindings, wat sy molekule meer kompak maak en in 'n klein selvolume kan wees. Byvoorbeeld, die lengte van die E. coli DNA is meer as 1 mm, terwyl die sellengte minder as 5 μm is.

Die aantal nukleotiede in DNA, naamlik hul kwantitatiewe verhouding, gehoorsaam die Chergaff-reël (die aantal purienbasisse is altyd gelyk aan die hoeveelheid pyrimidienbasisse). Die afstand tussen nukleotiede is 'n konstante waarde van 0,34 nm, soos hul molekulêre gewig.

Struktuur van die RNA molekule

RNA word voorgestel deur 'n enkele polynukleotiedketting wat gevorm word deur kovalente bindings tussen pentose (in hierdie geval ribose) en 'n fosfaatresidu. In lengte is dit baie korter as DNA. Daar is ook verskille in die spesiesamestelling van die stikstofbasisse in die nukleotied. RNA in plaas van die pyrimidienbasis van tymien word deur uracil gebruik. Afhangende van die funksies wat in die liggaam uitgevoer word, kan RNA van drie tipes wees.

• Ribosomale (rRNA) - bevat gewoonlik 3,000 tot 5,000 nukleotiede. Aangesien die nodige strukturele komponent aan die vorming van die aktiewe middel van die ribosome deelneem, is die ligging van een van die belangrikste prosesse in die sel proteïenbiosintese.
• Vervoer (tRNA) - bestaan op die gemiddelde van 75 - 95 nukleotiede, voer die oordrag van die verlangde aminosuur na die plek van sintese van die polipeptied in die ribosoom. Elke tipe tRNA (ten minste 40) het sy eie volgorde van monomere of nukleotiede wat daarin inherent is.
• Inligting (mRNA) - deur nukleotiedsamestelling is baie uiteenlopend. Dit dra genetiese inligting van DNA na ribosome oor, dien as 'n matriks vir die sintese van 'n proteïenmolekule.

Rol van nukleotiede in die liggaam

Nukleotiede in die sel voer 'n aantal belangrike funksies uit:

• word gebruik as struktuurblokke vir nukleïensure (nukleotiede van purien- en pyrimidien-reeks);
• deel te neem aan baie metaboliese prosesse in die sel;
• is deel van ATP - die hoofbron van energie in selle;
• optree as draers van vervangingsekwivalente in selle (NAD +, NADP +, FAD, FMN);
• die funksie van bioregulators te kan uitvoer;
• kan beskou word as tweede boodskappers van ekstracellulêre gereelde sintese (bv. CAMP of cGMP).

'N Nukleotied is 'n monomeer eenheid wat meer komplekse verbindings-nukleïensure vorm, waarsonder dit onmoontlik is om genetiese inligting oor te dra, dit te stoor en te reproduceer. Vrye nukleotiede is die hoofkomponente betrokke by sein- en energieprosesse wat die normale vitale aktiwiteit van selle en die organisme as geheel ondersteun.