Nükleotidler

genellik

Nükleotitler, DNA ve RNA nükleik asitlerini oluşturan organik moleküllerdir.

Nükleik asitler, canlı bir organizmanın hayatta kalması için temel öneme sahip biyolojik makromoleküllerdir ve nükleotitler yapı taşlarıdır.

Tüm nükleotitler, üç moleküler element içeren genel bir yapıya sahiptir: bir fosfat grubu, bir pentoz (yani 5 karbon atomu) ve azotlu bir baz.

DNA'da, pentoz deoksiribozdur; Diğer yandan, RNA'da, ribozdur.

DNA'da deoksiriboz ve RNA'da riboz varlığı, bu iki nükleik asidi oluşturan nükleotitler arasındaki ana farkı temsil eder.

İkinci önemli fark azotlu bazlarla ilgilidir: DNA ve RNA'nın nükleotitleri, ortak 4 ortak azotlu bazın sadece 3'ünü paylaşır.

Nükleotidler nedir?

Nükleotidler, nükleik asitlerin DNA ve RNA monomerlerini oluşturan organik moleküllerdir.

Başka bir tanımlamaya göre, nükleotitler, DNA ve RNA nükleik asitlerini oluşturan moleküler birimlerdir .

Kimyasallar ve biyolojikler, uzun lineer zincirlerde düzenlenmiş, daha iyi polimerler olarak bilinen büyük moleküller ( makromoleküller ) oluşturan monomerler olarak moleküler birimleri tanımlar.

Genel yapı

Nükleotitler, üç element içeren bir moleküler yapıya sahiptir:

• Fosforik asidin bir türevi olan bir fosfat grubu ;
• 5 karbon atomlu bir şeker, yani bir pentoz ;
• Aromatik bir heterosiklik molekül olan azotlu bir baz .

Pentoz, fosfat grubu ve azotlu baz ile ilişkili olduğu için nükleotitlerin merkezi elemanıdır.

Şekil: Bir nükleik asidin jenerik bir nükleotidini oluşturan elementler. Görülebileceği gibi, fosfat grubu ve azotlu baz şekere bağlanır.

Pentozu ve fosfat grubunu bir arada tutan kimyasal bağ, bir fosfodiesterik bağdır (veya fosfodiesterik bir bağdır), pentoz ve azotlu bazı birleştiren kimyasal bağ bir N-glikosidik bağdır (veya N-glikosidik bağdır). ).

PENTOSO'NUN NEDEN KARPONLARI ÇEŞİTLİ BONTLARA KATILIR?

Öncül: Kimyacılar çalışmayı ve tanımlamayı basitleştirecek şekilde organik molekülleri oluşturan karbonları numaralandırmayı düşünmüşlerdir. Burada, bir pentozun 5 karbonu olur: karbon 1, karbon 2, karbon 3, karbon 4 ve karbon 5. Sayıların tahsisi için kriter oldukça karmaşıktır, bu yüzden onu dışarıda bırakmanın uygun olduğunu düşünüyoruz.

Nükleotidlerin pentozunu oluşturan 5 karbonun azotlu baz ve fosfat grubu ile bağlara dahil olanlar sırasıyla karbon 1 ve karbon 5'tir .

• Pentozun karbon 1'i → N-glikosidik bağ → azot bazı
• 5 pentoz karbonu → fosfodiesterik bağ → fosfat grubu

NÜKLEOTİDLER, FOSFAT GRUBU NÜKLEOSİDLER

Şekil: Pentozun yapısı, kurucu kömürlerinin numaralandırılması, azotlu baz ve fosfat grubu ile bağları.

Fosfat grubu elementi olmadan, nükleotitler nükleozitler haline gelir.

Aslında bir nükleosid, bir pentoz ve azotlu bir baz arasındaki birleşmeden türetilen organik bir moleküldür.

Bu açıklama, "nükleotitler, karbon 5'e bağlı bir veya daha fazla fosfat grubuna sahip olan nükleotitlerdir" ifadelerini içeren nükleotitlerin bazı tanımlarını açıklamaya hizmet eder.

DNA ve RNA arasındaki fark

DNA ve RNA'nın nükleotitleri, birbirlerinden yapısal açıdan farklıdır.

Ana fark pentozda yatmaktadır: DNA'da, pentoz deoksiribozdur ; Diğer yandan, RNA'da, ribozdur .

Deoksiriboz ve riboz, tek bir atom için farklıdır: aslında, deoksiribozun karbon 2'sinde oksijen atomu yoktur (NB: sadece bir hidrojen vardır), bunun aksine, riboz karbon 2 (NB: burada, oksijen bir hidrojen ile birleşerek bir hidroksil grubu OH oluşturur).

Bu tek farkın çok büyük biyolojik önemi var: DNA, canlı bir organizmanın hücrelerinin gelişimi ve düzgün işleyişinin dayandığı genetik miras; Diğer yandan, RNA, esas olarak DNA genlerinin kodlanması, kodu çözülmesi, düzenlenmesi ve ifadesinden sorumlu olan biyolojik makromoleküldür.

DNA ve RNA'nın nükleotitleri arasındaki diğer önemli fark azot bazları ile ilgilidir.

Bu ikinci eşitsizliği tam olarak anlamak için geriye doğru küçük bir adım atmak gerekir.

Şekil: RNA (riboz) ve DNA'nın (deoksiriboz) nükleotidlerini oluşturan 5 karbon atomlu şekerler.

Azotlu bazlar, nükleik asitlerde, farklı kurucu nükleotit türlerinin ayırt edici elementini temsil eden organik yapıdaki moleküllerdir. Aslında, DNA'nın nükleotitlerinde ve ayrıca RNA'nın nükleotitlerinde, tek değişken element azotlu bazdır; şeker-fosfat iskeleti değişmeden kalır.

Hem DNA hem de RNA'da olası azotlu bazlar 4'tür; bu nedenle, her bir nükleik asit için nükleotit tipleri, toplam 4'tür.

Bu, DNA ve RNA'nın nükleotitleri arasındaki ikinci önemli farka geri döndüğünde, bu iki nükleik asidin 4'te ortak olarak sadece 3 azotlu bazları vardır. Bu durumda, adenin, guanin ve sitozin 3 azotlu bazdır. hem DNA hem de RNA'da bulunur; Öte yandan timin ve urasil, sırasıyla DNA'nın dördüncü azotlu tabanı ve RNA'nın dördüncü tabanıdır.

Bu nedenle, pentoz dışında, DNA'nın nükleotitleri ve RNA'nın nükleotitleri 4'ten 3'üne eşittir.

Azotlu bazlara ait sınıflar

Adenin ve guanin, pürinler olarak bilinen azotlu baz sınıfına aittir. Pürinler çift halka aromatik heterosiklik bileşiklerdir.

Öte yandan timin, sitozin ve urasil, pirimidinler olarak bilinen azotlu baz sınıfına aittir. Pirimidinler, tek halka aromatik heterosiklik bileşiklerdir.

DNA VE RNA'nın DİĞER NÜKLEOTİD ADI

DNA'nın nükleotidleri olan deoksiriboz şekeri olan nükleotitler, aynen yukarıda bahsedilen şekerin varlığından dolayı alternatif deoksiribonükleotitlerin adını alır.

Benzer nedenlerden ötürü riboz şekerli nükleotitler, yani RNA nükleotitleri, ribonükleotitin alternatif adını alır.

Nükleik asitlerde organizasyon

Bir nükleik asit oluştururken, nükleotitler, zincirlere benzer şekilde uzun filamentlerde düzenlenir.

Bu uzun şeritleri oluşturan her bir nükleotit, pentozunun karbon3'ü ile hemen sonraki nükleotidin fosfat grubu arasındaki bir fosfodiesterik bağ vasıtasıyla bir sonraki nükleotide bağlanır.

UCU

Nükleik asitleri oluşturan nükleotitlerin (veya nükleotit şeritlerinin) filamanları, uç 5 ' ("ilk önce beşi okuruz") ve son 3 " (" ilk üçü okuruz ") olarak bilinen iki uç uca sahiptir. Geleneksel olarak, biyologlar ve genetikçiler, 5 ' ucunun bir nükleik asit filamentinin başını, 3' ucunun da kuyruğunu temsil ettiğini ortaya koymuşlardır.

Kimyasal açıdan, 5 'ucu, zincirin birinci nükleotitinin fosfat grubuyla çakışırken, 3' ucu, son nükleotidin karbonu 3 üzerine yerleştirilen hidroksil grubu (OH) ile çakışmaktadır.

Genetik ve moleküler biyoloji kitaplarında nükleotit filamentlerinin aşağıdaki şekilde tarif edildiği bu organizasyona dayanmaktadır: P-5 '→ 3'-OH.

* Not: P harfi, fosfat grubunun fosfor atomunu gösterir.

Biyolojik rolü

Genlerin ekspresyonu, DNA nükleotit sekansına bağlıdır. Genler, protein sentezi için gerekli bilgiyi içeren, az çok uzun DNA parçalarıdır (dolayısıyla nükleotit parçaları). Amino asitlerden oluşan proteinler, bir organizmanın hücresel mekanizmalarının düzenlenmesinde temel bir rol oynayan biyolojik makromoleküllerdir.

Belirli bir genin nükleotit sekansı, ilgili proteinin amino asit sekansını belirtir.