Hva er Et Nukleotid?

Deoksyribonukleinsyre, kjent SOM DNA, er et molekyl i form av en dobbel helix, som er ansvarlig for lagring av genetisk informasjon i cellene i alle levende organismer. De fleste vet eller burde vite dette. Men hva ER DNA laget av nøyaktig?

Bildekilde: Wikimedia Commons

Figur 1: dobbeltspiralen av DNA

DNA, og andre nukleinsyrer som RNA, består av nukleotider. Nukleotider er byggesteinene I DNA og RNA. Strukturen til dna kan visualiseres eller tenkes som en stige. Hvis vi fortsetter med denne analogien, består hvert «trinn eller trinn» av denne stigen av en streng nukleotider, i en meget spesifikk og kontrollert rekkefølge. Hvert nukleotid består i sin tur av en nitrogenholdig base, et pentosesukker og et fosfat. InFigure 2 er nitrogenbasen innelukket i det røde torget til høyre, mens fosfatet er innelukket i det blå torget til venstre. Resten av molekylet danner pentosesukker. Dette bestemte molekylet er adenin; vi vil finne ut mer om dette senere.

Bildekilde: Wikimedia Commons

Figur 2: Den kjemiske samlingen av de tre delene av nukleotid, fosfat (blå boks), nitrogenholdig base (rød boks) og pentosesukker. Dette bestemte nukleotid er adenin

samlingen av nukleotider (1) skiller dem fra nukleosider, som ikke inneholder en fosfatgruppe (i den blå boksen); (2) tillater nukleotid å koble til andre nukleotider når nitrogenbasen danner en hydrogenbinding med et annet nukleotid nitrogenholdig base; samt (3) tillater fosfatet å danne en fosfodiesterbinding med et annet nukleotids pentosukker. Dette resulterer i en kompleks dobbeltstrenget «streng eller stige», som vist i figure1.Dette er grunnlaget FOR DNA-formen.

Nitrogenbasen

ordet «nukleotid» ble først laget Av Pa Levene, som observerte AT DNA inneholdt fire lignende byggesteiner, i omtrent like store mengder. Disse byggesteinene er det vi nå kjenner som nitrogenholdige baser som finnes I DNA og RNA.en nitrogenbase er et molekyl som inneholder nitrogen, med de kjemiske egenskapene til en base på grunn av et par elektroner på nitrogenatomet. Disse nitrogenholdige basene Er Adenin (A), Cytosin (C) Og Guanin (G) som finnes i BÅDE RNA OG DNA og Deretter Tymin (T) som bare finnes I DNA og Uracil (U), som tar Plassen Til Tymin i RNA.Nitrogenbaser kan videre klassifiseres som pyrimidiner eller puriner. Cytosin, uracil og tymin er alle pyrimidiner. Det vil si at deres molekylære struktur omfatter en nitrogenholdig base i form av en seks-medlems enkeltring. Guanin og adenin er puriner. Disse inneholder en nitrogenholdig base i form av en ni-medlem dobbel ring. Kort sagt, pyrimidiner har bare en ring mens puriner har to (figur 3).

Nå som du får den generelle ideen om puriner versus pyrimidiner, la oss snakke biokjemi. Et purin er en heterocyklisk aromatisk organisk forbindelse som består av en pyrimidinring som er forbundet med en imidazolring. Det neste logiske spørsmålet blir selvsagt»hva er da en pyrimidin, biokjemisk sett»? Vel, pyrimidiner er en klasse av nitrogenholdige forbindelser som bare har en heterocyklisk ring.

Bildekilde: Wikimedia Commons

Figur 3: Kjemisk struktur av puriner (A, G) og pyrimidiner (C, T/U)

Nitrogenholdige baser danner basepar med HVERANDRE I DNA: Adenin parer alltid med tymin; guanin er alltid bundet til cytosin. Hvis du var oppmerksom, vil du legge merke til at dette betyr at en pyrimidin alltid er bundet til en purin. Bindingen som dannes er en hydrogenbinding, og er ansvarlig for trinnene dannet I DNA «stigen».Denne arkitekturen er svært viktig for den perfekte konstruksjonen AV DNA-molekylet. Ellers ville det være støt og sprekker på molekylet. Dette ville ikke gjøre i DET hele tatt fordi den svært forsiktige emballasjen, avviklingen og viklingen AV DNA ville være et rot med noen vanskeligere å vedlikeholde enn andre.denne sammenkoblingen er derfor avgjørende for genetisk funksjon, og er grunnlaget FOR DNA-replikasjon og genuttrykk. Rekkefølgen der baseparene vises, bestemmer funksjonen til fysiologien din. I proteinsyntese, for eksempel, leses koden i triplikater hvor tre baser koder for en bestemt aminosyre. Deletjoner og innsettinger av nukleotider i denne situasjonen kan føre til en fullstendig rammeforskyvning som forstyrrer syntesen av det aktuelle proteinet. Substitusjoner kan også være problematisk, men mindre, da de kan endre identiteten til en aminosyre i proteinkoden.

Fosfatgruppen

fosfatgruppen (PO4) er det som skiller et nukleotid fra et nukleosid. Dette tillegget endrer nukleosidet fra en base til en syre. Disse fosfatgruppene er viktige, da de danner fosfodiesterbindinger med pentosesukkerene for å skape sidene AV DNA «stigen». Dette er kritisk, da hydrogenbindingene som går sammen med nitrogenbasene, ikke er veldig sterke. Disse sidene av stigen er hydrofile (tiltrukket av vann), slik AT DNA-molekylet kan binde seg med vann.

Hva Er Nukleosiddifosfater og Trifosfater?

Du vet at et nukleotid er differensiert fra et nukleosid av en fosfatgruppe. Følgelig kan et nukleotid også være et nukleosidmonofosfat(figur 4). Hvis flere fosfater bindes til nukleotid (nukleosidmonofosfat), kan det bli et nukleosiddifosfat (hvis to fosfater bindes), eller et nukleosidtrifosfat (hvis tre fosfater bindes), som adenosintrifosfat (ATP). ATP er en viktig komponent i respirasjon og fotosyntese, blant andre prosesser.

Bildekilde: Wikimedia Commons

Figur 4: Den molekylære strukturen av nukleosidmono -, di-og trifosfat

et polynukleotid er en kjede på mer enn 20 nukleotider forbundet med en fosfodiesterbinding.

Pentosesukker

pentosesukker er et 5-karbonmonosakkarid med formelen (CH2O) 5. Disse danner to grupper: aldopentoser og ketopentoser. Pentosesukkene som finnes i nukleotider er aldopentoser. Deoksyribose og ribose er to av disse sukkerartene.

disse sukkerarter varierer I DNA og RNA. Sukkeret I DNA er deoksyribonukleinsyre, som inneholder deoksyribose. Sukkeret i RNA er ribonukleinsyre, som inneholder ribose. Den strukturelle forskjellen mellom disse sukkene er at ribonukleinsyre inneholder en hydroksyl (- OH) gruppe, mens deoksyribonukleinsyre bare inneholder et hydrogenatom i stedet for denne hydroksylgruppen. Nukleotider som inneholder deoksyribonukleinsyre er kjent som deoksyribonukleotider. De som inneholder ribonukleinsyre er kjent som ribonukleotider. Således bestemmer sukkermolekylet om et nukleotid utgjør en DEL AV ET DNA-molekyl eller ET RNA-molekyl. Nedenfor er en liste over navnene gitt til sukker funnet I RNA og DNA.

Putting it All Together

To recap, we have covered what a nucleotide is, what the three parts of a nucleotide are, we have covered the specifics of nitrogenous bases, pentose sugars, and phosphates, and we have discussed how nukleotider varierer I DNA og RNA.fosfatet er koblet til pentosesukker; pentosesukker er koblet til nitrogenbaseparet (A, C, G eller T), som I DNA er koblet til sin baseparpartner. Noe som dette:

Bildekilde: Wikimedia Commons

Figur 5: Nukleotidbinding I DNA-molekylet med hydrogen-og fosfatbindinger.

den kjemiske strukturen av fosfat, pentosesukker og nitrogenholdige baser av adenin, tymin, cytosin og guanin er vist ovenfor (figur 5).

EN DNA-streng dannes når nitrogenbasene er forbundet med hydrogenbindinger, og fosfatene i en gruppe er forbundet med pentosesukkerene i den neste gruppen med en fosfodiesterbinding(figur 5).den doble helixformen er resultatet av hydrogenbindingene mellom nitrogenbasene, som danner» trinnene » av stigen mens fosfat – og pentosesukker (danner fosfodiesterbindinger) danner de oppreiste delene av stigen.for å konkludere er nukleotider viktige da de danner byggesteinene til nukleinsyrer, SOM DNA og RNA. Nukleotider består av 3 deler. Den første er en tydelig nitrogenholdig base, som er adenin, cytosin, guanin eller tymin. I rna er tymin erstattet av uracil. Disse nitrogenholdige basene er enten puriner eller pyrimidiner. Basepar dannes når adenin danner en hydrogenbinding med tymin, eller cytosin danner en hydrogenbinding med guanin. Den andre delen av et nukleotid er fosfat, som skiller nukleotidmolekylet fra et nukleosidmolekyl. Dette fosfat er viktig i dannelsen av fosfodiesterbindinger, som knytter flere nukleotider på lineær måte. Den tredje delen av et nukleotid er pentose (5 karbon) sukker. Pentosesukkene som finnes i nukleotider er aldopentoser: ribose i RNA og deoksyribose I DNA. Disse sukker bestemmer om nukleotid vil utgjøre EN DEL AV ET DNA eller ET RNA-molekyl, og utgjør en del av fosfodiesterbindingene som knytter flere nukleotider. Kombinasjonen av hydrogenbindinger mellom nitrogenbaser og fosfodiesterbindinger mellom fosfater og sukker er DET SOM gir DNA sin dobbelthelixform.

La oss sette alt i praksis. Prøv Dette Cellulære Og Molekylære Biologi praksis spørsmålet:

Leter du etter Mer Cellulær Og Molekylærbiologi praksis?

Sjekk ut våre andre artikler om Cellulær Og Molekylærbiologi.

du kan også finne tusenvis av praksis spørsmål om Albert.io. Albert.io lar deg tilpasse din erfaring å målrette praksis der du trenger mest hjelp. Vi vil gi deg utfordrende praksis spørsmål for å hjelpe deg å oppnå mestring I Cellulær Og Molekylærbiologi.

begynn å trene her.

er du en lærer eller administrator interessert i å øke Cellulær og Molekylærbiologi student utfall?

Lær mer om våre skolelisenser her.