Nucleòtid - Què és això? La composició, l'estructura, el nombre i seqüència de nucleòtids en la cadena d'ADN

Tota la vida al planeta està compost de moltes cèl·lules que donen suport a la ordenació de la seva organització a costa contingut en el nucli de la informació genètica. És encara present, implementat i transmesa compostos macromoleculars complexes - un àcid nucleic que consisteix en les unitats de monòmer - nucleòtids. és impossible sobreestimar el paper dels àcids nucleics. Estabilitat de les seves estructures determinades pel funcionament normal de l'organisme, i qualssevol desviacions en l'estructura conduirà inevitablement a canvis en l'organització cel·lular, l'activitat dels processos fisiològics i la viabilitat de les cèl·lules en general.

El concepte d'un nucleòtid i les seves propietats

Cada molècula d'ADN o ARN es compon de compostos monomèrics més petits - nucleòtid. En altres paraules, els nucleòtids - els blocs de construcció d'àcids nucleics, coenzims i molts altres compostos biològics, que són crítics per a la cèl·lula durant la seva vida.

Les principals propietats d'aquestes substàncies essencials inclouen:

• Emmagatzematge d'informació sobre l'estructura de les proteïnes i trets heretats;
• El control sobre el creixement i la reproducció;
• participar en el metabolisme i molts altres processos fisiològics en la cèl·lula.

La composició dels nucleòtids

Parlant de nucleòtids, no podem habitar en una qüestió tan important com la seva estructura i composició.

Cada nucleòtid consta de:

• Els residus de sucre;
• base nitrogenada;
• grup fosfat o un residu d'àcid fosfòric.

Podem dir que el nucleòtid - un compost orgànic complex. Depenent de la composició i el tipus de bases nitrogenades en l'estructura de l'àcid nucleic pentosa nucleòtid subdividits en concret:

• àcid desoxiribonucleic o ADN;
• àcid ribonucleic, o ARN.

àcid nucleic Composició

Es presenta el sucre àcid-pentosa nucleic. Aquest sucre de cinc carbonis en l'ADN que es diu desoxirribosa, en l'ARN - ribosa. Cada molècula té pentoses cinc àtoms de carboni, quatre dels quals juntament amb l'àtom d'oxigen formen un anell de cinc membres, i la cinquena part del grup HO-CH2.

La posició de cada àtom de carboni en la molècula denota pentosa nombre aràbic amb un primer (1C '2C', 3C '4C', 5C '). Ja que tots els processos de lectura de la informació genètica amb les molècules d'àcid nucleic que tenen una directivitat estricta, la numeració dels àtoms de carboni i la seva disposició en l'anell de servir com un punter a la direcció correcta.

El grup hidroxil en el tercer i cinquè àtoms de carboni (i 3S '5S') de residus d'àcid fosfòric adjunt. Es determina la identitat química d'ADN i ARN a un grup d'àcids.

El primer àtom de carboni (1S ') base nitrogenada unida a la molècula de sucre.

bases nitrogenades composició Espècies

Els nucleòtids de bases nitrogenades d'ADN estan representats per quatre espècies:

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

Els dos primers pertanyen a la classe de les purines, els dos últims - pirimidina. Molecular pirimidina pes purina sempre és més pesat.

bases nitrogenades d'ARN Els nucleòtids representades:

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

El uracil, així com timina, una base de pirimidina.

En la literatura científica i, sovint pot trobar altres bases nitrogenades - designació lletres llatines (A, T, C, G, T).

Major detall l'estructura química de les purines i pirimidines.

Les pirimidines, és a dir, citosina, timina i uracil, en l'estructura representada pels dos àtoms de nitrogen i quatre àtoms de carboni que formen un anell de sis membres. Cada àtom té el seu propi nombre d'1 a 6.

Les purines (adenina i guanina) consta de pirimidina i imidazol o dos heterocicles. bases de purina molècula representada per quatre àtoms de nitrogen i cinc àtoms de carboni. Cada àtom numerats d'1 a 9.

El compost resultant de base nitrogenada i un residu de pentosa format nucleòsid. Nucleotide - un compost nucleòsid i un grup fosfat.

La formació d'enllaços fosfodiéster

És important entendre la qüestió de com combinar els nucleòtids en la cadena polipeptídica per formar una molècula d'àcid nucleic. Això succeeix a causa dels enllaços fosfodiéster cridats.

La interacció de dos nucleòtids dóna dinucleòtid. Formació de nous compostos es produeix per condensació com entre el residu de fosfat d'un monòmer i un altre enllaç fosfodiéster pentosa hidroxi es produeix.

síntesi de polinucleòtids - va repetir repetició d'aquesta reacció (uns pocs milions de vegades). Una cadena de polinucleòtids es construeix mitjançant la formació d'enllaços fosfodiéster entre el tercer i cinquè de carboni sucres (3S 'i 5S').

Muntatge de polinucleótido - un procés complex que té lloc quan l'ADN polimerasa de l'enzim, que proporciona només el creixement de la cadena en un extrem (3 ') amb un grup hidroxi lliure.

L'estructura de la molècula d'ADN

Una molècula d'ADN, així com la proteïna pot ser una estructura primària, secundària i terciària.

La seqüència de nucleòtids a la cadena d'ADN defineix el seu principal estructura. Estructura secundària es forma a causa de enllaços d'hidrogen, la base que l'ocurrència va posar principi de complementarietat. En altres paraules, en la síntesi de la doble hèlix d'ADN actua certa regularitat: adenina, timina correspon a un circuit d'un altre, guanina - citosina i viceversa. Els parells d'adenina i timina o guanina i citosina estan formats pels dos en el primer i en els últims enllaços d'hidrogen cas 3. un compost d'aquest tipus afavoreix una forta cadenes de nucleòtids de bons i la mateixa distància entre ells.

Coneixent la seqüència de nucleòtids en una cadena d'ADN per el principi de complementarietat es pot estendre segons o suplement.

L'estructura terciària del complex d'ADN està format per enllaços tridimensionals, que molècula pel que és més compacte i capaç col·locat en una petita cel·la de volum. Per exemple, E. coli d'ADN de longitud és més gran que 1 mm, mentre que la longitud de la cèl·lula - de menys de 5 micres.

El nombre de nucleòtids en l'ADN, i és la seva relació quantitativa està subjecte a la regla Chergaffa (nombre de bases de purina són sempre igual a la quantitat de pirimidina). La distància entre els nucleòtids - una constant igual a 0,34 nm, i el seu pes molecular.

L'estructura d'una molècula d'ARN

ARN està representat per una única cadena de polinucleòtids, formats per enllaços covalents entre les pentoses (ribosa en aquest cas) i una resta fosfat. En longitud és d'ADN molt més curt. La composició de les espècies de les bases nitrogenades en el nucleòtid i hi ha diferències. La base timina ARN pirimidina en lloc de uracil utilitza. Depenent de les funcions realitzades en el cos, l'ARN pot ser de tres tipus.

• ribosomal (ARNr) - contindrà generalment de 3.000 a 5.000 nucleòtids. Com un component estructural necessària està implicat en la formació del centre actiu dels ribosomes, les ubicacions d'un dels processos més importants en la cèl·lula - la biosíntesi de proteïnes.
• Transport (tRNA) - consta d'una mitjana de 75 - 95 nucleòtids, realitza la transferència al lloc de la síntesi de polipèptids d'aminoàcids desitjada en ribosoma. Cada tipus de tRNA (almenys 40) té la seva inherent només a ell una seqüència de nucleòtids o monòmers.
• Informació (ARNi) - en la composició de nucleòtids és molt diversa. La transferència d'informació genètica de l'ADN als ribosomes, actua com un motlle per a la síntesi de la molècula de proteïna.

El paper dels nucleòtids en el cos

Els nucleòtids en la cèl·lula realitzen una sèrie de funcions importants:

• s'utilitzen com blocs de construcció per als àcids nucleics (els nucleòtids de purina i pirimidina de la sèrie);
• estan implicats en molts processos metabòlics en la cèl·lula;
• part de l'ATP - la font d'energia principal en les cèl·lules;
• actuen com a vectors d'equivalents reductors en la cèl·lula (NAD +, NADP +, FAD, FMN);
• actuar com bioreguladors;
• poden ser considerats com a segons missatgers extracel·lulars síntesi regular (per exemple, cAMP o cGMP).

Nucleotide - una unitat de monòmer que forma compostos més complexos - els àcids nucleics, sense la qual la transferència d'informació genètica, el seu emmagatzematge i reproducció. Els nucleòtids lliures són els principals components que intervenen en els processos d'energia del senyal i cèl·lules de suport i el funcionament normal de tot l'organisme.