Generaliti
Nukleotida adalah molekul organik yang membentuk DNA nukleik DNA dan RNA.
Asid nukleik adalah makromolekul biologi yang sangat penting bagi kelangsungan hidup organisma hidup, dan nukleotida adalah blok binaannya.
Semua nukleotida mempunyai struktur umum yang merangkumi tiga unsur molekul: kumpulan fosfat, pentosa (iaitu gula 5-karbon) dan asas nitrogen.
Dalam DNA, pentosa adalah deoxyribose; di RNA, sebaliknya, ia adalah ribosa.
Kehadiran deoxyribose dalam DNA dan ribosa dalam RNA mewakili perbezaan utama antara nukleotida yang membentuk kedua-dua asid nukleik ini.
Perbezaan penting kedua adalah asas nitrogen: nukleotida DNA dan RNA mempunyai persamaan hanya 3 dari 4 asas nitrogen yang berkaitan dengannya.
Apa itu nukleotida?
Nukleotida adalah molekul organik yang membentuk monomer asid nukleik DNA dan RNA.
Menurut definisi lain, nukleotida adalah unit molekul yang membentuk DNA dan RNA asid nukleik.
Monomer kimia dan biologi menentukan unit molekul yang, disusun dalam rantai linier panjang, membentuk molekul besar (makromolekul), lebih dikenali sebagai polimer.
Struktur umum
Nukleotida mempunyai struktur molekul yang merangkumi tiga elemen:
- Kumpulan fosfat, yang merupakan turunan asid fosforik;
- Gula dengan 5 atom karbon, iaitu pentosa;
- Asas nitrogen, yang merupakan molekul heterosiklik aromatik.
Pentosa mewakili unsur pusat nukleotida, kerana kumpulan fosfat dan asas nitrogen mengikatnya.
Gambar: Unsur-unsur yang membentuk nukleotida generik asid nukleik. Seperti yang dapat dilihat, kumpulan fosfat dan asas nitrogen mengikat gula.
Ikatan kimia yang menahan pentosa dan kumpulan fosfat adalah ikatan fosfodiester (atau ikatan fosfodiester), sementara ikatan kimia yang mengikat pentosa dan asas nitrogen adalah ikatan N-glikosidik (atau ikatan N-glikosidik.).
SIAPA BATU PENTOSO YANG TERLIBAT DALAM PELBAGAI LINK?
Premis: ahli kimia telah memikirkan untuk menghitung karbon yang membentuk molekul organik, untuk memudahkan kajian dan penerangannya. Maka, di sini, 5 karbon satu pentosa menjadi: karbon 1, karbon 2, karbon 3, karbon 4 dan karbon 5. Kriteria untuk menetapkan nombor agak rumit, oleh itu kami menganggap wajar untuk meninggalkannya.
Daripada 5 karbon yang membentuk pentosa nukleotida, yang terlibat dalam ikatan dengan asas nitrogen dan kumpulan fosfat masing-masing adalah karbon 1 dan karbon 5.
- Pentosa karbon 1 → Ikatan N-glikosidik → asas nitrogen
- Pentosa karbon 5 → ikatan fosfodiester → kumpulan fosfat
NUCLEOTIDES ADALAH NUCLEOSIDES DENGAN KUMPULAN FOSPHAT
Rajah: Struktur pentosa, bilangan karbon penyusunnya dan ikatan dengan kumpulan nitrogen dan kumpulan fosfat.
Tanpa unsur kumpulan fosfat, nukleotida menjadi nukleosida.
Nukleosida, sebenarnya, adalah molekul organik, yang berasal dari penyatuan antara pentosa dan asas nitrogen.
Anotasi ini berfungsi untuk menjelaskan beberapa definisi nukleotida, yang menyatakan: "nukleotida adalah nukleosida yang mempunyai satu atau lebih kumpulan fosfat yang terikat dengan karbon 5".
Perbezaan antara DNA dan RNA
Nukleotida DNA dan RNA berbeza antara satu sama lain, dari sudut struktur.
Perbezaan utama terletak pada pentosa: dalam DNA, pentosa adalah deoxyribose; di RNA, sebaliknya, ia adalah ribosa.
Deoxyribose dan ribose berbeza untuk satu atom sahaja: sebenarnya, atom oksigen kekurangan karbon 2 deoxyribose (NB: c "hanya hidrogen), yang sebaliknya, terdapat pada karbon 2 ribosa (NB: di sini, oksigen bergabung dengan hidrogen, membentuk kumpulan hidroksil (OH).
Perbezaan ini sahaja mempunyai kepentingan biologi yang sangat besar: DNA adalah warisan genetik yang bergantung kepada perkembangan dan fungsi sel-sel organisma hidup yang mencukupi; RNA, sebaliknya, adalah makromolekul biologi yang terutama bertanggungjawab untuk pengekodan, penyahkodan, pengawalan dan penyataan gen DNA.
Perbezaan penting lain antara DNA dan RNA nukleotida berkaitan dengan asas nitrogen.
Untuk memahami ketidaksamaan kedua ini, perlu mengambil langkah kecil ke belakang.
Gambar: Gula 5-karbon yang membentuk nukleotida RNA (ribosa) dan DNA (deoxyribose).
Asas nitrogen adalah molekul sifat organik, yang, dalam asid nukleik, mewakili unsur khas dari pelbagai jenis nukleotida konstituen. Sebenarnya, dalam nukleotida DNA dan juga dalam nukleotida RNA, satu-satunya unsur berubah adalah asas nitrogen.; kerangka kumpulan gula-fosfat tetap tidak berubah.
Baik dalam DNA dan RNA, asas nitrogen yang mungkin adalah 4; oleh itu jenis nukleotida, untuk setiap asid nukleik, terdapat di semua 4.
Oleh kerana itu, kembali kepada perbezaan penting kedua antara nukleotida DNA dan RNA, kedua-dua asid nukleik ini mempunyai persamaan hanya 3 dari 4 asas nitrogen. Dalam kes ini, adenin, guanin dan sitosin adalah 3 asas nitrogen. Terdapat dalam kedua DNA dan RNA; timin dan urasil, sebaliknya, adalah asas nitrogen keempat DNA dan asas RNA keempat, masing-masing.
Oleh itu, selain daripada pentosa, nukleotida DNA dan nukleotida RNA adalah sama untuk 3 daripada 4 jenis.
Kelas keahlian asas nitrogen
Adenine dan guanine tergolong dalam kelas asas nitrogen, yang dikenali sebagai purin. Purin adalah sebatian heterosiklik aromatik cincin berganda.
Timin, sitosin dan urasil, sebaliknya, termasuk dalam kelas asas nitrogen, yang dikenali sebagai pyrimidines.Pyrimidines adalah sebatian heterosiklik aromatik cincin tunggal.
NAMA LAIN NUCLEOTIDES DNA DAN RNA
Nukleotida dengan gula deoxyribose, iaitu nukleotida DNA, mengambil nama alternatif deoxyribonucleotides, tepatnya kerana adanya gula tersebut.
Atas sebab serupa, nukleotida dengan ribosa gula, iaitu nukleotida RNA, menggunakan nama ribonukleotida alternatif.
- Adenin Deoxyribonucleotide
- Guanine deoxyribonucleotide
- Sitokin Deoxyribonucleotide
- Timin Deoxyribonucleotide
- Adenin ribonukleotida
- Guanine Ribonucleotide
- Cytosine Ribonucleotide
- Ribonukleotida uracil
Organisasi dalam asid nukleik
Dalam menyusun asid nukleik, nukleotida menyusun diri menjadi helai panjang, serupa dengan rantai.
Setiap nukleotida yang membentuk helai panjang ini mengikat pada nukleotida seterusnya dengan ikatan fosfodiester antara karbon 3 pentosa dan kumpulan fosfat dari nukleotida yang segera diikuti.
KECUALI
Jalur nukleotida (atau helai nukleotida), yang membentuk asid nukleik, mempunyai dua hujung, yang dikenali sebagai hujung 5 "(baca" lima hujung perdana ") dan 3" akhir (baca "tiga hujung perdana"). Secara konvensional, ahli biologi dan ahli genetik telah membuktikan bahawa "hujung 5" mewakili kepala helai yang membentuk asid nukleik, sementara "hujung 3" mewakili ekornya.
Dari sudut pandang kimia, "hujung 5" bertepatan dengan kumpulan fosfat nukleotida rantai pertama, sementara "hujung 3" bertepatan dengan kumpulan hidroksil (OH) yang diletakkan pada karbon 3 nukleotida terakhir.
Atas dasar organisasi ini, dalam buku-buku mengenai genetik dan biologi molekul, helai nukleotida dijelaskan seperti berikut: P-5 "→ 3" -OH.
* Catatan: huruf P menunjukkan atom fosforus kumpulan fosfat.
Peranan biologi
Ekspresi gen bergantung pada urutan nukleotida DNA. Gen adalah lebih kurang segmen DNA panjang (iaitu segmen nukleotida), yang mengandungi maklumat penting untuk sintesis protein. Terdiri daripada asid amino, protein adalah makromolekul biologi, yang memainkan peranan asas dalam mengatur mekanisme selular organisma.
Urutan nukleotida gen tertentu menentukan urutan asid amino protein yang berkaitan.
