Nucleotida - Ce este asta? Compoziția, structura, numărul și secvența de nucleotide în catena ADN

Toată viața de pe planeta este compus din mai multe celule care susțin ordonarea organizației lor în detrimentul conținute în nucleul informației genetice. Este încă prezent, implementat și transmis compuși macromoleculari complecși - un acid nucleic care constă din unități monomerice - nucleotide. este imposibil de a supraestima rolul acizilor nucleici. Stabilitatea structurilor lor determinate de funcționarea normală a organismului, precum și orice abateri în structura va conduce inevitabil la schimbări în organizarea celulară, activitatea proceselor fiziologice și viabilitatea celulelor în general.

Conceptul de nucleotide și proprietățile sale

Fiecare moleculă de ADN sau ARN - ul este alcătuit din compuși monomerici mai mici - nucleotidelor. Cu alte cuvinte, nucleotidele - elementele constitutive ale acizilor nucleici, co-enzime și mulți alți compuși biologici, care sunt critice pentru celula în timpul vieții sale.

Principalele proprietăți ale acestor substanțe esențiale includ:

• stocarea de informații cu privire la structura de proteine și trăsăturile moștenite;
• Controlul asupra creșterii și reproducerii;
• participă la metabolismul și multe alte procese fiziologice în celulă.

Compoziția nucleotidelor

Vorbind de nucleotide, nu putem locui într-o problemă importantă ca structura și compoziția lor.

Fiecare nucleotidă se compune din:

• reziduuri de zahăr;
• bază azotată;
• grupa fosfat sau un rest de acid fosforic.

Putem spune că nucleotida - un compus organic complex. În funcție de compoziția și tipul de baze azotate în nucleotid structura de acid nucleic pentoză subdivizate în specific:

• acidul dezoxiribonucleic sau ADN;
• acid ribonucleic sau ARN.

Acid nucleic Compozitie

Zahărul nucleic acid pentozo este prezentat. Acest zahăr cinci carbon în ADN-ul este numit deoxiriboză, în ARN - riboză. Fiecare moleculă are pentoze cinci atomi de carbon, dintre care patru împreună cu atomul de oxigen formează un ciclu cu cinci atomi, și a cincea parte a grupării HO-CH2.

Poziția fiecărui atom de carbon în moleculă notată pentose cifre arabe, cu un prim (1C '2C', 3C '4C', 5C '). Deoarece toate procesele de citire a informației genetice cu molecule de acid nucleic au o directivitate strict, numerotarea atomilor de carbon și dispunerea lor în ring servi ca un pointer la direcția corectă.

Gruparea hidroxil la al treilea și al cincilea atomi de carbon (și 3S „5S“) reziduuri de acid fosforic atașat. El determină identitatea chimică a ADN-ului și ARN-ului la un grup de acizi.

Primul atom de carbon (1S ') bază azotată atașată la molecula de zahar.

Specii baze azotate compoziție

Nucleotidele de baze azotate ADN sunt reprezentate de patru specii:

• adenină (A);
• guanină (G);
• citozină (C);
• timină (T).

Primele două aparțin clasei de purinelor, cele două ultima - pirimidină. Moleculară pirimidină purina în greutate este întotdeauna mai greu.

Nucleotidele ARN baze azotate reprezentate:

• adenină (A);
• guanină (G);
• citozină (C);
• uracil (U).

Uracil precum și timina, o bază pirimidinică.

In literatura de specialitate și se pot găsi adesea alte baze azotate desemnare - litere latine (A, T, C, G, U).

Mai în detaliu structura chimică a purine și pirimidine.

Pirimidine, și anume, citozină, timină și uracil, în structura reprezentată de cei doi atomi de azot și patru atomi de carbon care formează un ciclu cu șase atomi. Fiecare atom are propriul număr de 1 - 6.

Purine (adenina și guanina) este format din pirimidinic și imidazol sau două heterocicluri. Bazele purinice Molecule reprezentată de patru atomi de azot și cinci atomi de carbon. Fiecare atom numerotate de la 1 la 9.

Compusul rezultat de bază azotată și un reziduu pentoză format nucleozidic. Nucleotida - un compus nucleozidic și o grupare fosfat.

Formarea de legături fosfodiesterice

Este important să se înțeleagă întrebarea cum să combine nucleotidelor în lanțul polipeptidic, pentru a forma o moleculă de acid nucleic. Acest lucru se întâmplă din cauza așa-numitele legături fosfodiesterice.

Interacțiunea dintre două nucleotide dă dinucleotida. Formarea compușilor noi are loc prin condensare între restul fosfat de un monomer și o altă legătură fosfodiester pentozo hidroxi are loc.

sinteza Polinucleotida - repetarea acestei reacții (câteva milioane de ori) repetat. Un lanț de polinucleotide este construită prin formarea de legături fosfodiesterice între a treia și a cincea carboni zaharuri (3S „și 5S“).

Asamblarea polinucleotide - un proces complex care are loc atunci când enzima polimerază ADN, care prevede numai creșterea lanțului de la un capăt (3 „) cu o grupare hidroxi liberă.

Structura moleculei de ADN

O moleculă de ADN precum proteina poate fi o structură primară, secundară și terțiară.

Secvența de nucleotide în catena ADN definește primar structura. Structura secundară este formată datorită legăturilor de hidrogen, în baza cărora principiul complementarității apariția stabilită. Cu alte cuvinte, în sinteza ADN-ului dublu helix acționează anumită regularitate: adenina, timina corespunde unui circuit de altul, guanina - citozina și vice-versa. Perechi de adenină și timină sau guanina și citozina sunt formate de cele două în primul și în al doilea caz trei legături de hidrogen. Un astfel de compus furnizează un solid lanțuri de nucleotide de legătură și distanță egală între ele.

Cunoașterea secvenței de nucleotide într - un lanț de ADN prin principiul complementarității poate fi extins al doilea sau supliment.

Structura terțiară a complexului ADN-ului este format prin legături tridimensionale, care molecula de al face mai compact și capabil plasat într-o celulă de volum mic. De exemplu, E. coli ADN lungime este mai mare de 1 mm, în timp ce lungimea celulei - mai mică de 5 microni.

Numărul de nucleotide în ADN-ul, și este relația lor cantitativă este supusă regulii Chergaffa (număr de baze purinice sunt întotdeauna egală cu cantitatea de pirimidină). Distanța dintre nucleotide - o egală constantă la 0,34 nm, și greutatea lor moleculară.

Structura unei molecule de ARN

ARN - ul este reprezentat de o catenă polinucleotidică unică, formată prin legături covalente între pentoze (riboză în acest caz) și un rest de fosfat. În lungime este ADN-ul mult mai scurt. Compoziția speciilor a bazelor azotate din nucleotide și există diferențe. Timina bază ARN pirimidină în loc de uracil utilizat. În funcție de funcțiile exercitate în organism, ARN poate fi de trei tipuri.

• ribozomal (ARNr) - vor conține în general de la 3000 la 5000 nucleotide. Ca o componentă structurală necesară este implicată în formarea centrului activ al ribozomilor, locațiile una dintre cele mai importante procese din celula - biosinteza proteinelor.
• Transport (ARNt) - constă dintr-o medie de 75 - 95 nucleotide, efectuează transferul la locul sintezei polipeptidei dorite de aminoacizi în ribozom. Fiecare tip de ARNt (cel puțin 40) are ei inerentă numai ea o secvență de nucleotide sau monomeri.
• Informații (ARNi) - în compoziția de nucleotide este foarte diversă. Transferul de informatii genetice de la ADN la ribozomi, acționează ca matriță pentru sinteza moleculei de proteină.

Rolul de nucleotide în organism

Nucleotidele din celula a efectua o serie de funcții importante:

• sunt utilizate ca blocuri de construcție pentru acizii nucleici (purinice nucleotide și seria pirimidinic);
• sunt implicate in multe procese metabolice în celulă;
• o parte din ATP - sursa principală de energie în celule;
• acționează ca vectori de reducere echivalenți în celula (NAD +, NADP +, FAD, FMN);
• acționează ca bioreglatorilor;
• pot fi considerate ca mesagerilor secundari extracelulară sinteză regulată (de exemplu, cAMP sau cGMP).

Nucleotida - o unitate de monomer care formează mai mulți compuși complecși - acizi nucleici, fără de care transferul informației genetice, stocarea și redarea acestuia. nucleotide libere sunt principalele componente implicate în procesele de energie a semnalului și celule de sprijin și funcționarea normală a întregului organism.