nukleotida

keluasan

Nukleotida adalah molekul organik yang membentuk asid nukleik DNA dan RNA.

Asid nukleat adalah makromolekul biologi yang penting bagi kelangsungan hidup organisma hidup, dan nukleotida adalah blok bangunan yang membentuknya.

Semua nukleotida mempunyai struktur umum yang merangkumi tiga unsur molekul: kumpulan fosfat, pentosa (iaitu gula dengan 5 atom karbon) dan asas nitrogen.

Dalam DNA, pentosa adalah deoxyribose; dalam RNA, bagaimanapun, ia adalah ribosa.

Kehadiran deoxyribose, dalam DNA, dan ribosa, dalam RNA, mewakili perbezaan utama yang wujud antara nukleotida yang membentuk kedua-dua asid nukleik ini.

Perbezaan penting kedua merangkumi asas nitrogen: nukleotida DNA dan RNA mempunyai persamaan di antara mereka hanya 3 daripada 4 asas nitrogen yang dikaitkan dengannya.

Apakah nukleotida?

Nukleotida adalah molekul organik yang membentuk monomer asam nukleik DNA dan RNA .

Menurut definisi lain, nukleotida adalah unit molekul yang membentuk asid nukleik DNA dan RNA.

Monomer kimia dan biologi mentakrifkan unit-unit molekul yang, disusun dalam rantai linier yang panjang, membentuk molekul besar ( makromolekul ), yang lebih dikenali sebagai polimer .

Struktur umum

Nukleotida mempunyai struktur molekul yang merangkumi tiga unsur:

• Kumpulan fosfat, yang merupakan derivatif asid fosforik;
• Satu gula dengan 5 atom karbon, iaitu pentose ;
• Asas nitrogenous, yang merupakan molekul heterosiklik aromatik.

Pentose adalah unsur utama nukleotida, kerana kumpulan fosfat dan asas nitrogenous mengikatnya.

Rajah: Unsur yang membentuk nukleotida generik asid nukleik. Seperti yang dapat dilihat, kumpulan fosfat dan asas nitrogen terikat kepada gula.

Ikatan kimia yang memegang pentos dan kumpulan fosfat bersama-sama adalah ikatan fosfodiester (atau ikatan fosfodiester-jenis), manakala ikatan kimia yang menyatukan pentos dan asas nitrogenus adalah ikatan N-glikosid (atau ikatan N-glikosida ).

APAKAH CARBON PENTOSO TERLIBAT DI TINGKATKAN?

Premis: ahli kimia memikirkan penomboran arang batu yang membentuk molekul organik, sedemikian rupa untuk mempermudahkan kajian dan perihalannya. Di sini, maka, 5 arang pentos menjadi: karbon 1, karbon 2, karbon 3, karbon 4 dan karbon 5. Kriteria untuk memberikan nombor adalah agak rumit, maka kami menganggapnya sesuai untuk menghilangkannya.

Daripada 5 arang yang membentuk pentos nukleotida, mereka yang terlibat dalam ikatan dengan asas nitrogen dan kumpulan fosfat masing-masing, karbon 1 dan karbon 5 .

• Pentose karbon 1 → ikatan n-glikosida → asas nitrogenous
• Pentose karbon 5 → ikatan fosfodiester → kumpulan fosfat

NUCLEOTIDS ADALAH NUCLEOSID DENGAN KUMPULAN PHOSPHATE

Rajah: Struktur pentose, penomboran karbon dan konstituennya dengan kumpulan nitrogenous dan kumpulan fosfat.

Tanpa unsur kumpulan fosfat, nukleotida menjadi nukleosida .

Nukleosida, sebenarnya, adalah molekul organik, yang berasal dari kesatuan antara pentos dan asas nitrogen.

Anotasi ini berfungsi untuk menerangkan beberapa definisi nukleotida, yang menyatakan: "nukleotida adalah nukleosida yang mempunyai satu atau lebih kumpulan fosfat terikat pada karbon 5".

Perbezaan antara DNA dan RNA

Nukleotida DNA dan RNA berbeza antara satu sama lain dari sudut pandangan struktur.

Perbezaan utama terletak pada pentosis : dalam DNA, pentose adalah deoxyribose ; dalam RNA, bagaimanapun, ia adalah ribosa .

Deoxyribose dan ribosa adalah berbeza untuk hanya satu atom: sebenarnya, pada karbon 2 deoxyribose hilang atom oksigen (NB: terdapat hanya satu hidrogen), yang, sebaliknya, terdapat pada karbon 2 ribose (NB: di sini, oksigen bergabung dengan hidrogen, membentuk gugus hidroksil OH).

Perbezaan ini sahaja mempunyai kepentingan biologi yang sangat besar: DNA adalah warisan genetik yang mana perkembangan dan fungsi yang mencukupi sel-sel organisma hidup bergantung; RNA, sebaliknya, adalah makromolekul biologi terutamanya yang bertanggungjawab untuk pengekodan, penyahkodan, pengawalan dan ekspresi gen DNA.

Perbezaan penting lain antara nukleotida DNA dan RNA berkenaan dengan asas nitrogen .

Untuk memahami sepenuhnya ketidaksamaan kedua ini, perlu mengambil langkah kecil.

Rajah: gula 5-karbon yang membentuk nukleotida RNA (ribosa) dan DNA (deoxyribose).

Basal nitrogen adalah molekul sifat organik, yang, dalam asid nukleik, mewakili unsur tersendiri dari pelbagai jenis nukleotida konstituen. Malah, dalam nukleotida DNA serta dalam nukleotida RNA, satu-satunya elemen berubah ialah asas nitrogenous; rangka kumpulan gula-fosfat kekal tidak berubah.

Dalam kedua-dua DNA dan RNA, terdapat 4 asas nitrogen yang mungkin; Oleh itu jenis nukleotida, untuk setiap asid nukleik, berada dalam jumlah 4.

Setelah mengatakan bahawa, kembali ke perbezaan penting kedua yang ada di antara DNA dan RNA nukleotida, kedua-dua asid nukleik ini mempunyai hanya 3 asas nitrogen daripada 4. Dalam kes ini, adenine, guanine dan sitosin adalah 3 asas nitrogenous hadir dalam kedua-dua DNA dan RNA; Timina dan uracil pula, masing-masing, DNA asas nitrogenus keempat dan asas keempat RNA.

Oleh itu, selain pentosa, nukleotida DNA dan nukleotida RNA sama dengan 3 daripada 4 jenis.

Kelas-kelas di mana asas-asas nitrogen adalah milik

Adenine dan guanine tergolong dalam kelas nitrogenous, yang dikenali sebagai purin . Purines adalah sebatian heterosiklik aromatik berganda.

Thymine, sitosin dan uracil, sebaliknya, tergolong dalam kelas asas nitrogenous, yang dikenali sebagai pyrimidine . Pyrimidine adalah sebatian heterosiklik aromatik tunggal.

NAMA LAIN NUCLEOTIDS DNA DAN RNA

Nukleotida dengan gula deoksiribosa, iaitu nukleotida DNA, mengambil nama alternatif deoxyribonucleotides, tepatnya kerana kehadiran gula yang disebutkan di atas.

Atas sebab yang sama, nukleotida dengan gula ribosa, iaitu nukleotida RNA, mengambil nama alternatif ribonukleotid .

Pertubuhan asid nukleik

Dalam menyusun asid nukleik, nukleotida menyusun diri ke filamen panjang, sama dengan rantai.

Setiap nukleotida yang membentuk helai panjang ini mengikat ke nukleotida yang seterusnya, melalui ikatan fosfodiester di antara karbon 3 pentosinya dan kumpulan fosfat nukleotida yang berikut segera.

THE ENDS

Filamen nukleotida (atau filamen nukleotida), yang membentuk asid nukleik, mempunyai dua hujung, yang dikenali sebagai 5 'hujung (baca "tip lima pertama") dan akhir 3' (baca "tip tiga pertama"). Dengan konvensyen, ahli biologi dan ahli genetik telah menubuhkan bahawa akhir 5 'mewakili ketua filamen membentuk asid nukleik, manakala 3' akhir mewakili ekornya .

Dari sudut pandangan kimia, hujung 5 'bertepatan dengan kumpulan fosfat nukleotida pertama rantai, manakala hujung 3' bertepatan dengan kumpulan hidroksil (OH) yang diletakkan pada karbon 3 nukleotida terakhir.

Ia adalah berdasarkan organisasi ini bahawa filamen nukleotida diterangkan dalam buku molekul genetik dan biologi: P-5 '→ 3'-OH.

* NB: huruf P menunjukkan atom fosfor dari kumpulan fosfat.

Peranan biologi

Ungkapan gen bergantung pada urutan nukleotida DNA. Gen adalah lebih kurang segmen panjang DNA (iaitu segmen nukleotida), yang mengandungi maklumat penting untuk sintesis protein . Dibuat daripada asid amino, protein adalah makromolekul biologi, yang memainkan peranan penting dalam mengawal selia mekanisme sel organisma.

Urutan nukleotida gen tertentu menentukan urutan asid amino protein yang berkaitan.