Nucleotide – che cosa è questo? La composizione, la struttura, il numero e la sequenza di nucleotidi nella catena del DNA

Tutta la vita sul pianeta è composto di molte cellule che supportano l'ordinamento della loro organizzazione a spese contenuto nel nucleo delle informazioni genetiche. È ancora presente, attuato e trasmessa composti macromolecolari complessi – un acido nucleico costituito da unità monomeriche – nucleotidi. è impossibile sopravvalutare il ruolo degli acidi nucleici. Stabilità delle loro strutture determinati dal normale funzionamento dell'organismo, e eventuali deviazioni nella struttura inevitabilmente comportare variazioni organizzazione cellulare, l'attività di processi fisiologici e la vitalità delle cellule in generale.

Il concetto di un nucleotide e le sue proprietà

Ogni molecola di DNA o RNA è costituito da composti monomerici più piccoli – nucleotide. In altre parole, i nucleotidi – i mattoni di acidi nucleici, coenzimi e molti altri composti biologici, che sono fondamentali per cella durante la sua vita.

Le principali proprietà di queste sostanze essenziali sono:

• memorizzazione delle informazioni sulla struttura delle proteine e tratti ereditari;
• Il controllo della crescita e la riproduzione;
• partecipare al metabolismo e molti altri processi fisiologici nella cella.

La composizione dei nucleotidi

Parlando di nucleotidi, non possiamo soffermarci su un tema così importante come la loro struttura e la composizione.

Ogni nucleotide è costituito da:

• residui di zucchero;
• base azotata;
• gruppo fosfato o un residuo di acido fosforico.

Possiamo dire che il nucleotide – un complesso composto organico. A seconda della composizione e del tipo di basi azotate del pentoso struttura dell'acido nucleico nucleotide suddivisi in particolare:

• acido desossiribonucleico o DNA;
• acido ribonucleico, o RNA.

acido nucleico Composizione

Lo zucchero acido nucleico pentoso è presentato. Questo zucchero cinque atomi di carbonio nel DNA viene chiamato desossiribosio, in RNA – ribosio. Ogni molecola ha pentosi cinque atomi di carbonio, di cui quattro insieme con l'atomo di ossigeno formano un anello a cinque membri, e la quinta parte del gruppo HO-CH2.

La posizione di ciascun atomo di carbonio nella molecola pentoso denotato numero arabo con un primo (1C '2C', 3C '4C', 5C '). Poiché tutti i processi di lettura dell'informazione genetica con molecole di acido nucleico hanno una direttività rigoroso, la numerazione degli atomi di carbonio e la loro disposizione sul ring servire come un puntatore alla direzione corretta.

Il gruppo idrossile alla terza e quinta atomi di carbonio (e 3S 5S '') di residui di acido fosforico allegata. Si determina l'identità chimica del DNA e RNA a un gruppo di acidi.

Il primo atomo di carbonio (1S ') base azotata attaccato alla molecola di zucchero.

basi azotate composizione specie

Nucleotidi di basi azotate del DNA sono rappresentati da quattro specie:

• adenina (A);
• guanina (G);
• citosina (C);
• timina (T).

I primi due appartengono alla classe delle purine, l'ultima due – pirimidina. Peso Molecolare purine pirimidina è sempre più pesante.

I nucleotidi di RNA basi azotate rappresentati:

• adenina (A);
• guanina (G);
• citosina (C);
• uracile (U).

Uracile nonché timina, una base pirimidina.

Nella letteratura scientifica e che spesso può trovare altre basi azotate designazione – lettere latine (A, T, C, G, U).

Maggior dettaglio la struttura chimica delle purine e pirimidine.

Pirimidine, cioè, citosina, timina e uracile, nella struttura rappresentati dai due atomi di azoto e quattro atomi di carbonio che formano un anello a sei. Ogni atomo ha il proprio numero da 1 a 6.

Purine (adenina e guanina) consiste di pirimidina ed imidazolo o due eterocicli. basi puriniche molecola rappresentati da quattro atomi di azoto e cinque atomi di carbonio. Ogni atomo numerate da 1 a 9.

Il composto risultante di base azotata ed un residuo pentoso formata nucleoside. Nucleotide – un composto nucleosidici e un gruppo fosfato.

La formazione di legami fosfodiestere

E 'importante capire la questione di come combinare i nucleotidi nella catena polipeptide per formare una molecola di acido nucleico. Questo accade a causa cosiddetti legami fosfodiestere.

L'interazione di due nucleotidi dà dinucleotide. Formazione di nuovi composti avviene per condensazione tra il residuo fosfato di un monomero e un altro idrossi legame fosfodiestere pentoso verifica.

Polinucleotide sintesi – ripetuto ripetizione di questa reazione (un paio di milioni di volte). Una catena polinucleotidica è costruito formando legami fosfodiestere tra il terzo e il quinto carboni zuccheri (3S 'e 5S').

Assemblare polinucleotide – un processo complesso che ha luogo quando il DNA polimerasi enzima, che prevede soltanto la crescita della catena ad un'estremità (3 ') con un gruppo idrossi libero.

La struttura della molecola del DNA

Una molecola di DNA, nonche la proteina può essere una struttura primaria, secondaria e terziaria.

La sequenza di nucleotidi nel DNA catena definisce la sua primaria struttura. struttura secondaria si forma per legami idrogeno, in base ai quali principio complementarità verificarsi deposto. In altre parole, nella sintesi del DNA a doppia elica agisce certa regolarità: adenina, timina corrisponde ad un circuito diverso, guanina – citosina e viceversa. Coppie di adenina e timina o guanina e citosina sono formate dai due nel primo e nel secondo caso tre legami idrogeno. tale composto fornisce un solido legame catene nucleotidiche e uguale distanza tra di loro.

Conoscendo la sequenza di nucleotidi in una catena di DNA dal principio di complementarità può essere estesa secondo o integratore.

La struttura terziaria del complesso DNA è formato da legami tridimensionali che molecola rendendola più compatta e capace collocato in una piccola cella volume. Per esempio, E. coli DNA lunghezza è maggiore di 1 mm, mentre la lunghezza della cella – inferiore a 5 micron.

Il numero di nucleotidi nel DNA, ed è la loro relazione quantitativa è soggetto alla regola Chergaffa (numero di basi puriniche sono sempre uguale alla quantità di pirimidina). La distanza tra i nucleotidi – una costante uguale a 0,34 nm, e il loro peso molecolare.

La struttura di una molecola di RNA

RNA è rappresentato da una singola catena polinucleotidica, formata da legami covalenti tra pentoso (ribosio in questo caso) e una porzione di fosfato. In lunghezza è il DNA molto più breve. La composizione di specie delle basi azotate del nucleotide e ci sono differenze. La base timina RNA pirimidina invece di uracile utilizzato. A seconda delle funzioni svolte nel corpo, RNA può essere di tre tipi.

• ribosomiale (rRNA) – generalmente contenere da 3.000 a 5.000 nucleotidi. Come necessaria componente strutturale è coinvolto nella formazione del centro attivo dei ribosomi, le posizioni di uno dei processi più importanti nella cellula – biosintesi delle proteine.
• trasporto (tRNA) – è costituito da una media di 75 – 95 nucleotidi, effettua il trasferimento verso il luogo della sintesi degli aminoacidi polipeptide desiderato in ribosoma. Ogni tipo di tRNA (almeno 40) ha la sua intrinseca solo una sequenza di nucleotidi o monomeri.
• Informazioni (RNAi) – in composizione nucleotide è molto varia. Trasferimento delle informazioni genetiche dal DNA ai ribosomi, funge da stampo per la sintesi della molecola proteica.

Il ruolo dei nucleotidi nel corpo

Nucleotidi nella cella svolgono una serie di importanti funzioni:

• servono come blocchi di costruzione per gli acidi nucleici (nucleotidi purinici e serie pirimidina);
• sono coinvolti in molti processi metabolici nella cellula;
• parte della ATP – la principale fonte di energia nelle cellule;
• agire come vettori di equivalenti di riduzione nella cella (NAD +, NADP +, FAD, FMN);
• agire come bioregolatori;
• può essere considerato come secondi messaggeri extracellulari sintesi normale (ad esempio, cAMP o cGMP).

Nucleotide – un'unità monomerica che forma composti più complessi – acidi nucleici, senza la quale il trasferimento delle informazioni genetiche, lo stoccaggio e la riproduzione. nucleotidi liberi sono i principali componenti coinvolti nei processi di energia dei segnali e cellule di sostegno e normale funzionamento di tutto l'organismo.