Nucleotide - ano ito? Ang komposisyon, istraktura, bilang at pagkakasunod-sunod ng nucleotides sa DNA chain

Ang lahat ng buhay sa planeta ay binubuo ng maraming mga selula na sumusuporta sa pag-order ng kanilang mga organisasyon sa gastos na nakapaloob sa nucleus ng genetic na impormasyon. Ito ay pa rin kasalukuyan, ipinatupad at ipinadala complex macromolecules compounds - isang nucleic acid na binubuo ng mga yunit ng monomer - nucleotides. imposibleng magpasobra ng kalkula ang papel na ginagampanan ng nucleic acids. Katatagan ng kanilang mga istraktura natutukoy sa pamamagitan ng normal na gumagana ng organismo, at ang anumang deviations sa istraktura ay karaniwan na humantong sa mga pagbabago sa cellular organisasyon, aktibidad ng mga physiological proseso at ang posibilidad na mabuhay ng mga cell sa pangkalahatan.

Ang konsepto ng isang nucleotide at pag-aari nito

Ang bawat Molekyul ng DNA o RNA ay binubuo ng mga mas maliit monomeric compounds - nucleotide. Sa ibang salita, ang mga nucleotides - ang mga bloke ng gusali ng nucleic acids, co-enzymes at marami pang ibang mga biological compounds, na kung saan ay kritikal sa cell sa panahon ng kanyang buhay.

Ang pangunahing katangian ng mga mahahalagang sangkap ay kinabibilangan ng:

• imbakan ng impormasyon tungkol sa mga protina na istraktura at mga minana katangian;
• pagkakaroon ng kontrol sa ang paglago at pagpaparami;
• lumahok sa metabolismo at marami pang ibang mga physiological proseso sa cell.

Ang komposisyon ng mga nucleotides

Nagsasalita ng nucleotides, hindi namin maaaring tumira sa naturang isang mahalagang isyu bilang kanilang istraktura at komposisyon.

Bawat nucleotide ay binubuo ng:

• asukal nalalabi;
• nitrohenus base;
• pospeyt grupo o ng isang latak ng posporiko acid.

Maaari naming sabihin na ang nucleotide - isang kumplikadong organic compound. Depende sa mga tiyak na komposisyon at uri ng nitrohenus base sa nucleotide pentose nucleic acid istraktura Binubuo ng:

• deoxyribonucleic acid o DNA;
• ribonucleic acid, o RNA.

Komposisyon nucleic acid

Ang nucleic acid-pentose asukal ay iniharap. Ito limang-carbon asukal sa DNA ito ay tinatawag na deoxyribose, sa RNA - ribose. Ang bawat Molekyul ay may pentoses limang carbon atoms, apat na kung saan kasama ang mga atom oxygen bumuo ng isang limang-membered singsing, at ang ika-limang bahagi ng HO-CH2 group.

Ang posisyon ng bawat carbon atom sa Molekyul pentose denote Arabic numeral na may isang de-kalidad (1C ', 2C', 3C ', 4C', 5C '). Dahil ang lahat ng mga proseso ng pagbabasa ng genetic na impormasyon sa nucleic acid molecules ay may isang mahigpit na directivity, ang bilang ng pagkabilang sa atoms carbon at ang kanilang mga pag-aayos sa ring magsilbi bilang isang pointer sa tamang direksyon.

Ang pangkat hydroxyl sa ikatlo at ika-limang carbon atoms (at 3S '5S') naka-attach posporiko acid nalalabi. Siya ang tumutukoy sa kemikal na pagkakakilanlan ng DNA at RNA sa isang grupo ng acids.

Ang unang carbon atom (1S ') nitrohenus base nakakabit sa asukal Molekyul.

Species komposisyon nitrohenus base

Nucleotides ng DNA nitrohenus base ay kinakatawan ng apat na species:

• adenine (A);
• guanine (G);
• cytosine (C);
• thymine (T).

Ang unang dalawang nabibilang sa klase ng purines, ang dalawang huling - pyrimidine. Molecular timbang purine pyrimidine ay palaging mas mabibigat na.

Nucleotides RNA nitrohenus base kinakatawan:

• adenine (A);
• guanine (G);
• cytosine (C);
• uracil (U).

Uracil pati na rin ang thymine, isang pyrimidine base.

Sa pang-agham panitikan at maaari madalas na makahanap ng iba pang mga base pagtatalaga nitrohenus - Latin titik (A, T, C, G, U).

Mas malawak na detalye kemikal istraktura ng purines at pyrimidine.

Pyrimidine, lalo, cytosine, thymine at uracil, sa istraktura kinakatawan ng dalawang atoms nitrogen at apat na carbon atoms na bumubuo ng anim membered ring. Ang bawat atom ay may sariling numero mula 1 hanggang 6.

Purine (adenine at guanine) ay binubuo ng pyrimidine at imidazole o dalawang heterocycles. Molekyul purine base kinakatawan ng apat atoms nitrogen at limang carbon atoms. Ang bawat atom bilang na 1 hanggang 9.

Ang resultang compound ng nitrohenus base at isang pentose residue nabuo nucleoside. Nucleotide - isang nucleoside compound at isang pospeyt group.

Ang pormasyon ng phosphodiester bono

Ito ay mahalaga na maunawaan ang tanong ng kung paano pagsamahin ang mga nucleotides sa polypeptide kadena upang bumuo ng isang nucleic acid Molekyul. Nangyayari ito dahil sa ang tinatawag na phosphodiester bono.

Pakikipag-ugnayan ng dalawang nucleotides ay nagbibigay sa dinucleotide. Pormasyon ng mga bagong compounds ay nangyayari sa pamamagitan ng paghalay ng sa pagitan ng phosphate nalabi sa isa monomer at ng iba pang hydroxy pentose phosphodiester bono ay nangyayari.

Polynucleotide synthesis - paulit-ulit na pag-uulit ng mga ito na reaksyon (ng ilang milyong beses). A polynucleotide chain ay constructed sa pamamagitan ng bumubuo ng phosphodiester bono sa pagitan ng ikatlo at ika-limang carbons sugars (3S 'at 5S').

Assembling polynucleotide - isang komplikadong proseso na tumatagal ng lugar kapag ang mga enzyme DNA polymerase, na kung saan ay nagbibigay lamang ang kadena paglago sa isang dulo (3 ') na may libreng hydroxy group.

Ang istraktura ng DNA Molekyul

Ang isang DNA Molekyul pati na rin ang protina ay maaaring maging isang pangunahing, pangalawang at tersiyaryo istraktura.

Ang pagkakasunod-sunod ng nucleotides sa DNA chain tumutukoy sa kanyang pangunahing istraktura. Pangalawang istraktura ay nabuo dahil sa mga bono hydrogen, ang batayan ng kung saan ang pangyayari inilatag complementarity prinsipyo. Sa ibang salita, sa synthesis ng DNA double Helix ay gumaganap tiyak na kaayusan: adenine, thymine ay tumutugma sa isang circuit isa, guanine - cytosine at vice versa. Pares ng adenine at thymine o guanine at cytosine ay nabuo sa pamamagitan ng dalawang sa una at sa huli kaso tatlong Bonds hydrogen. Ang nasabing compound ay nagbibigay ng isang solid bond nucleotide chain at pantay na distansya sa pagitan ng mga ito.

Pag-alam ang pagkakasunod-sunod ng nucleotides sa isang DNA chain sa pamamagitan ng sa prinsipyo ng complementarity ay maaaring pinalawak ng ikalawa o suplemento.

Ang tersiyaryo istraktura ng DNA complex ay nabuo sa pamamagitan ng tatlong-dimensional Bonds, na Molekyul na ginagawang mas compact at may kakayahang ilagay sa isang maliit na dami ng cell. Halimbawa, E. coli DNA haba ay mas malaki kaysa sa 1 mm, habang ang haba ng cell - ng mas mababa sa 5 microns.

Ang bilang ng mga nucleotides sa DNA, at ito ay ang kanilang dami ng relasyon ay sumasailalim sa mga tuntunin Chergaffa (bilang ng purine base ay palaging katumbas ng halaga ng mga pyrimidine). Ang distansya sa pagitan ng nucleotides - ang tapat na katumbas ng 0.34 nm, at ang kanilang molekular timbang.

Ang istraktura ng isang RNA Molekyul

RNA ay kinakatawan ng isang solong polynucleotide chain, nabuo sa pamamagitan ng covalent Bonds sa pagitan pentose (ribose sa kasong ito) at isang pospeyt moiety. Ang haba nito ay mas maikli DNA. Ang species komposisyon ng nitrohenus base sa nucleotide at may mga pagkakaiba. Ang RNA pyrimidine base thymine sa halip na uracil ginagamit. Depende sa mga function na ginanap sa katawan, RNA ay maaaring maging ng tatlong uri.

• ribosomal (rRNA) - ay sa pangkalahatan ay naglalaman ng mula sa 3,000 sa 5,000 nucleotides. Bilang isang kinakailangang sangkap ng istruktura ay kasangkot sa pagbuo ng mga aktibong sentro ng ribosome, ang mga lokasyon ng isa sa mga pinakamahalagang mga proseso sa cell - protina biosynthesis.
• Transport (tRNA) - binubuo ng isang average ng 75-95 nucleotides, gumaganap ng transfer sa lugar ng ang nais na amino acid polypeptide synthesis sa ribosome. Ang bawat uri ng tRNA (hindi bababa sa 40) ay may taglay na lamang sa mga ito ng isang pagkakasunod-sunod ng nucleotides o monomers.
• Information (RNAi) - sa nucleotide komposisyon ay napaka-magkakaibang. Paglipat ng genetic impormasyon mula sa DNA sa ribosome, ay kumikilos bilang isang template para sa synthesis ng protina Molekyul.

Ang papel na ginagampanan ng mga nucleotide sa katawan

Nucleotides sa cell isagawa ng isang bilang ng mga mahalagang mga pag-andar:

• ginagamit bilang mga bloke ng gusali para sa nucleic acids (nucleotide purine at pyrimidine serye);
• ay kasangkot sa maraming metabolic proseso sa cell;
• bahagi ng ATP - ang pangunahing source ng enerhiya sa mga cell;
• kumilos bilang vectors ng pagbabawas katumbas sa cell (NAD +, NADP +, FAD, FMN);
• kumilos bilang bioregulators;
• maaaring itinuturing bilang ikalawang mensahero ekstraselyular regular na synthesis (hal, kampo o cGMP).

Nucleotide - isang monomer unit na bumubuo ng mas kumplikadong compounds - nucleic acids, nang walang kung saan ang paglipat ng mga genetic na impormasyon, ang mga imbakan at playback. Libre nucleotides ang mga pangunahing bahagi kasangkot sa proseso ng signal enerhiya at pagsuporta sa mga cell at normal na paggana ng buong organismo.