Mikä on nukleotidi? Määritelmä, rakenne ja toiminta

dna-1811955_1920

Jos DNA on elämän rakennuspalikka, niin nukleotidit ovat DNA: n rakennuspalikoita. Mutta mikä on nukleotidi tarkalleen? Nukleotidit ovat luokka orgaanisia yhdisteitä, jotka muodostavat nukleiinihapon, aineen, joka määrittää kaikkien elävien organismien perinnölliset piirteet. Nukleotidit ovat olennainen osa DNA: ta, RNA: ta ja solutoimintaa ja ne voivat palvella monia tarkoituksia riippuen niiden rakenteesta ja kemiallisista yhdisteistä.

Käymme läpi nukleotidien määritelmän, erilaiset nukleotidityypit siellä, mikä tekee jokaisesta nukleotidityypistä ainutlaatuisen ja miksi nukleotidit ovat mukana lähes kaikissa solutoiminnoissa.



Nukleotidin keskeiset termit

Ennen kuin annamme sinulle nukleotidimääritelmän, tässä on joitain hyödyllisiä sanojen määritelmiä, joita käytämme keskustellessamme nukleotideista:

sano hyvää huomenta japaniksi
  • KIHTI: Deoksiribonukleiinihappo, itsensä replikaatiomateriaali, jota esiintyy lähes kaikissa elävissä organismeissa. DNA löytyy kehon jokaisesta solusta ja se kuljettaa kaikki geneettiset tietosi. Olet luultavasti kuullut, että se ottaa kaksoiskierukan muodon (mitä se tekee!).

  • RNA: Ribonukleiinihappo, nukleiinihappo, jota esiintyy kaikissa elävissä soluissa. Sen ensisijainen tehtävä on kuljettaa ohjeita DNA: lta proteiinien syntetisoimiseksi. Toisin sanoen, RNA on välittäjä : geneettinen tieto virtaa DNA: sta kautta RNA proteiineille.

  • Puriinit ja pyrimidiinit: Emäksinen kiteinen yhdiste, joka muodostaa vetysidoksia. Ne ovat kaksi typpiemäksen perustyyppiä, jotka muodostavat DNA: sta ja RNA: sta löytyvät nukleotidiemäkset.

  • Monomeeri: Molekyyli, joka voidaan sitoa muihin identtisiin molekyyleihin polymeerin valmistamiseksi (katso alla). Muista, että etuliite 'mono' tarkoittaa 'yksi'.

  • Polymeeri: Aine, joka on valmistettu pääasiassa tai kokonaan samanlaisista yksiköistä, jotka on liitetty yhteen. Jokainen näistä molekyyliyksiköistä on monomeeri (katso edellä). Etuliite 'poly' tarkoittaa 'monia'.

Mikä sitten on nukleotidi? Katsotaanpa!

Mikä on nukleotidi?

Nukleotidit ovat orgaanisia molekyylejä, jotka toimivat DNA: n ja RNA: n perusrakenneyksiköinä (monomeereinä), jotka, kuten tiedämme, ovat rakennuspalikoita, jotka ovat vastuussa kaikesta elämästä maapallolla.

Jokainen nukleotidi sisältää typpipitoinen emäs, viiden hiilen sokeri ja vähintään yksi fosfaattiryhmä . Yhdistettynä toisiinsa syntyy nukleotideja nukleiinihappo eli DNA: n 'merkkijonot'.

Nukleotidit voivat myös seisoa itsenäisesti ja olla vuorovaikutuksessa solujen kanssa muilla tavoilla.

Mikä on nukleotidirakenne?

Tiedämme, että nukleotidit ovat DNA: n ja RNA: n rakennuspalikoita, mutta ne tekevät myös paljon muuta. Ymmärtääksemme miksi ja miten nukleotidit suorittavat äärimmäisen tärkeitä tehtäviään, käydään ensin läpi, mistä ne koostuvat ja miten niistä tulee nukleiinihappoja.

Nukleotidiemäkset

Nukleotidin tyyppi määritellään sen kemiallisen emäksen perusteella. Kemiallisia emäksiä on viisi:

  • Adeniini
  • Sytosiini
  • Guaniini
  • Tymiini
  • Uracil

Basso ja fosfaattijäännöksen määrä määrittelee yhdisteen nimen. Esimerkiksi adeniininukleotidia, jossa on yksi fosfaattiryhmä, kutsutaan adenosiinimonofosfaatti . 'Adenosiini' tarkoittaa 'adeniinia' tai nukleotidin kemiallista emästä, ja 'monofosfaatti' viittaa siihen, että sillä on yksi fosfaattiryhmä (muista, että 'mono' tarkoittaa 'yksi'!).

Nämä perusteet on määritelty kirjaimella ja ne ovat joko pyrimidiinit tai puriinit .

Adeniini (A): Adeniini on puriini, jonka kemiallinen yhdiste on C5H5N5. Adeniinipohjaista nukleotidia kutsutaan adenosiini . Adeniini muodostuu kahdesta vetysidoksesta, jotka auttavat vakauttamaan nukleiinihapporakenteita. ATP (adenosiinitrifosfaatti) on myös tärkeä energian muoto, jota esiintyy useimmissa solutoiminnoissa.

adeniini-1769831_1920 Adeniinipohja

Sytosiini (C): Sytosiini on pyrimidiini, jonka kemiallinen yhdiste on C4H5N3O. Sytosiinipohjaista nukleotidia kutsutaan a sytosiini . Sytosiini on heterosyklinen aromaattinen rengas, johon on liitetty kaksi substituenttia. Sytosiini muodostaa parin guaniinin kanssa nukleiinihapon muodostamiseksi, mutta vapaana nukleotidina voi toimia rinnakkaisentsyyminä, joka auttaa muuntamaan ADP: tä ( adenosiinidifosfaatti ) ATP: lle.

Guaniini (G): Guaniini on puriini, jonka kemiallinen yhdiste on C5H5N5O. Guaniinipohjaista nukleotidia kutsutaan a guanosiini . Guaniini on sulanut rengas, jossa on konjugoituja kaksoissidoksia. Guaniini sitoutuu sytosiiniin kolmen vetysidoksen kautta muodostaen nukleiinihapon DNA: han.

Tymiini (T): Tymiini on pyrimidiini, jonka kemiallinen yhdiste on C5H6N2TAI2. Tymiinipohjaista nukleotidia kutsutaan a tymidiini . Tymiini on fuusioitunut rengas, jossa on konjugoituja sidoksia. Tymiini sitoutuu adeniinin kanssa nukleiinihapon muodostamiseksi; tämä auttaa vakauttamaan nukleiinihapporakenteita.

Uracil (U): Uracil on heikko happo, jonka kemiallinen yhdiste on C4H4N2TAI2. Urasiilipohjaista nukleotidia kutsutaan uridiini . Uracil on a tymiinin demetyloitu muoto ja korvaa tymiinin RNA: ssa. Demetylaatio on kemiallinen prosessi CH: n poistamisessa3(tai metyyliryhmä) molekyylistä.

kuinka paljon on 4 litraa vettä

Emäkset voivat yhdistyä fosfaattien ja sokereiden kanssa niiden muodostumisesta riippuen ja toimivat vapaina nukleotideina , joissa ne vaikuttavat solutoimintaan (tutkimme tätä käsitettä myöhemmin lisää). Tai nämä nukleotidit voivat sidos keskenään niiden molekyylirakenteiden perusteella nukleiinihapon muodostamiseksi.

solut-1872666_1920

Pentoosimonosakkaridit (yksinkertaiset sokerit)

Jokainen nukleotidi on molekyyli, joten vaikka emäkset ovat erittäin tärkeitä nukleotidin luokittelulle ja sen mahdolliselle toiminnalle, ne eivät voi muodostua ilman muita molekyylin muodostavia alkuaineita.

Yksi näistä elementeistä on yksinkertaiset, viisi hiilihydraattia sisältävät sokerit. Nukleotidi voi sisältää yhden kahdesta sokerista:

  • Deoksiriboosi , DNA: n monomeeri, TAI
  • Ribose , RNA: n monomeeri

Vain siksi, että nukleotidiemäksessä on yksi kahdesta sokerityypistä, se ei tarkoita, että se välttämättä sitoutuu muiden nukleotidien kanssa muodostaen nukleiinihappoa.

New Yorkin osavaltion maantiede

Fosfaattiryhmät

Fosfaatit ovat fosforihapon kemiallinen johdannainen. Olet ehkä kuullut fosfaatista keskustellessasi tietyistä kotitalousesineistä - epäorgaanisia fosfaatteja käytetään esimerkiksi lannoitteissa ja pyykinpesuaineissa. Luonnossa esiintyvät fosfaatit ovat kuitenkin olennainen osa nukleotidien muodostumista.

Jokainen nukleotidi koostuu yhdestä, kahdesta tai kolmesta fosfaattiryhmästä. Vapaat nukleotidit voivat koostua sokerista, emäksestä ja yhdestä tai kahdesta fosfaattiryhmästä; siksi niitä kutsutaan joko monofosfaateiksi (jos sillä on yksi fosfaattiryhmä) tai difosfaateiksi (jos sillä on kaksi ryhmää).

Nukleotidit, jotka sitoutuvat yhteen muodostaen nukleiinihapon DNA: ssa ja RNA: ssa, ovat trifosfaatit (eli niillä on kolme fosfaattiryhmää) .

Nukleotidit koodataan sokerin, emäksen ja fosfaattiryhmien lukumäärän perusteella. Esimerkiksi dATP -niminen nukleotidi on deoksiadenosiinitrifosfaatti , kun taas GMP on g uanosiinimonofosfaatti .

Jos nimessä ei ole d -merkkiä, se osoittaa, että se on valmistettu riboosisokerista deoksiriboosisokerin sijaan.

Mitä nukleotidit tekevät?

Olemme jo käyneet läpi nukleotidin määritelmän. Mutta mitä nukleotidit oikein tekevät? Toisin sanoen, mikä on niiden tarkoitus?

DNA ja RNA

Tiedämme, että RNA ja DNA koostuvat nukleiinihapon 'merkkijonoista', ja ne suorittavat geneettistä koodausta. RNA ja DNA muuttuvat koko ajan, ja solut kasvavat ja kuolevat jatkuvasti niissä samoin kuin kaikissa muissakin kehomme osissa.

Nukleotidit ovat tärkeä osa tätä prosessia muutamalla keskeisellä tavalla. Ensinnäkin ne muodostavat tuon perustan nukleiinihapolle. Toiseksi, nukleiinihapon ulkopuolella toimivat ne auttavat laukaisemaan ja jopa osallistumaan solutoimintaan.

Nukleiinihapon muodostamiseksi kahden trifosfaattinukleotidin täytyy sitoutua vetyatomien kautta prosessissa, joka tunnetaan nimellä 'emäsparitus'. Jokainen emäs muodostuu komplementaarisista nukleotideista, yhdestä puriinista ja yhdestä pyrimidiinistä:

  • Liete: Adeniini, guaniini
  • Pyrimidiinit: Sytosiini, tymiini, Urasiili

Mitä tulee ydinperustoihimme, tässä ovat DNA: n muodostavat trifosfaatit:

  • dATP: Deoksiadenosiinitrifosfaatti , nukleotidi, joka koostuu deoksiriboosisokerista, adeniiniemäksestä ja kolmesta fosfaattiryhmästä

  • dCTP: Deoksisytidiinitrifosfaatti , nukleotidi, joka koostuu deoksiriboosisokerista, sytosiiniemäksestä ja kolmesta fosfaattiryhmästä

  • dTTP: Deoksitymidiinitrifosfaatti , nukleotidi, joka koostuu deoksiriboosisokerista, tymiiniemäksestä ja kolmesta fosfaattiryhmästä

RNA: ta muodostavat nukleotidit ovat seuraavat:

  • ATP: Adenosiinitrifosfaatti , nukleotidi, joka koostuu riboosisokerista, adeniiniemäksestä ja kolmesta fosfaattiryhmästä

  • CTP: Sytidiinitrifosfaatti , nukleotidi, joka koostuu riboosisokerista, sytosiiniemäksestä ja kolmesta fosfaattiryhmästä

  • GTP: Guanosiinitrifosfaatti , nukleotidi, joka koostuu riboosisokerista, guaniiniemäksestä ja kolmesta fosfaattiryhmästä

  • UTP: Uridiinitrifosfaatti , nukleotidi, joka koostuu riboosisokerista, urasiiliemäksestä ja kolmesta fosfaattiryhmästä

Esimerkiksi dCTP ja dGTP sitoutuneet yhteen muodostaisivat nukleiinihapon.

adenosiinibifosfaatti-872312_1920

Adenosiinidifosfaattimolekyyli

Vapaat nukleotidit

Di- ja monofosfaattinukleotidit eivät voi sitoutua nukleiinihapoksi. Näillä nukleotideilla on kuitenkin edelleen tärkeitä solutoimintoja.

Nukleotidit voivat toimia koentsyymit . Entsyymi on aine, jonka elävät organismit tuottavat toimii katalyyttinä erityisen biokemiallisen reaktion aikaansaamiseksi . Ne voivat nopeuttaa kemiallisia prosesseja, kun ne sitoutuvat entsyymiin.

Yhteentsyymin toiminta riippuu useista tekijöistä, mukaan lukien se, mihin nukleotidisidokset liittyvät. Erityisesti ATP toimii usein entsyyminä ja sitä pidetään tärkeimpänä energiavaluuttana elävissä soluissa. Koska ATP on niin vakaa, se pysyy solussa, kunnes se on valmis käytettäväksi, ja vapauttaa sitten energiaa käynnistääkseen kemiallisen reaktion.

Nukleotideilla on myös tärkeä rooli solujen aineenvaihdunnassa. Tämä on prosessi, joka tapahtuu soluissa, jossa solut hajoavat nukleotidin kemiallisten reaktioiden vuoksi.

Etelä -Carolinan yliopisto gpa

Tämä prosessi on erityisen tärkeä RNA: ssa ja DNA: ssa, koska se tapahtuu aina soluissamme, mikä tarkoittaa, että on erittäin tärkeää, että se menee oikein. Jos ei, se voi johtaa moniin sairauksiin.

Tämä reaktio käynnistyy nukleotidissa ja solujen hajoaminen alkaa. Kun tämä tapahtuu RNA: ssa ja DNA: ssa, joskus nukleotidin osia voidaan pelastaa uusien nukleotidien luomiseksi.

Johtopäätös: Mikä on nukleotidi? Miten ne toimivat?

Nukleotidit ovat vain yksi osa solubiologian monimutkaista maailmaa. He pelaavat a keskeinen rooli DNA: n ja RNA: n elämässä ja rakenteessa , ja niiden toiminta on uskomattoman tärkeää solujen muodostumisessa ja hajoamisessa.

Solumme työskentelevät huolellisesti yhdessä joka päivä, ja ymmärrys siitä, mitä nukleotidi tekee, voi auttaa meitä ymmärtämään solujemme perusasiat ja niiden toiminnan.

Mielenkiintoisia Artikkeleita

1820 SAT-pisteet: Onko tämä hyvä?

3 asiantuntijavinkkiä UVA-esseen kehotusten torjumiseksi

Yritätkö kirjoittaa UVA-täydennys essee? Tutustu UVA-esseen kehotteiden täydelliseen analyysiin, jonka avulla voit valita sinulle sopivan aiheen ja tehdä vaikutuksen valintalautakuntaan kirjoituksellasi.

Täydellinen luettelo: Korkeakoulut Utahissa + Rankings / Stats (2016)

Hakeudutko Utahin korkeakouluihin? Meillä on täydellinen luettelo Utahin parhaista kouluista, joiden avulla voit päättää minne mennä.

SAT -testauskeskukseni oli painajainen - Varmista, että näin ei tapahdu sinulle

Testiympäristösi SAT/ACT -testikeskuksessasi on uskomattoman tärkeä pisteidesi kannalta. Testauskeskukseni oli painajainen, täynnä virheitä, jotka häiritsivät opiskelijoita. Opi kokemuksestani ja varmista, ettei se tapahdu sinulle seuraavana testipäivänä.

18 kriittistä tappaaksesi pilkkulintujen lainauksia, selitetty

Kiinnostaako tärkeitä tappaaksesi Mockingbird-lainauksia? Palaamme yhteen tärkeimpiä, mukaan lukien Atticus Finchin lainaukset, lainaukset rasismista ja muut.

2015 & 2016 Täysi katsaus kaikista SAT -testipäivistä

Käymme läpi tarkat, tarkat SAT -testin päivämäärät vuosille 2015 ja 2016 fuksille, toisen vuoden opiskelijoille, junioreille ja eläkeläisille, ja kerromme kunkin testauspäivän edut.

UC vs CSU: Mikä on ero? Kumpi on parempi?

Mitä eroa on UC: llä ja CSU: lla? Täydellinen opas Cal State vs. Kalifornian yliopisto auttaa sinua määrittämään sinulle parhaan koulun.

Houstonin yliopisto - Clear Lake -pääsyvaatimukset

Oberlinin SAT -tulokset ja GPA

Saint Josephin yliopiston pääsyvaatimukset

Mitä lukiolaisten pitäisi tehdä koulun jälkeen?

Mitä lukio -ohjelmien jälkeen lukiolaisten tulisi tehdä parantaakseen arvosanojaan, korkeakoulusovelluksiaan ja onnellisuuttaan? Tässä on loistava luettelo ideoista.

Yalen pääsy: 4 asiantuntijapääsyvinkkiä

Kuinka vaikeaa on päästä Yalessa? Selitämme kaikki sisäänpääsyvaatimukset, jotka sinun on tiedettävä, ja tarjoamme asiantuntijavinkkejä Yalen pääsemiseksi.

Kuinka löytää ja käyttää AP-pisteiden laskimia

Etsitkö AP -pistelaskimia eurolle, maailmanhistorialle, biologialle ja muulle? Opi mistä löytää testilaskennan pisteet ja paras tapa käyttää niitä.

Kansasin osavaltion yliopiston pääsyvaatimukset

Parhaat koulut Kaliforniassa | Marshallin peruskoululuokitukset ja tilastot

Löydä osavaltioiden rankingit, SAT / ACT-tulokset, AP-luokat, opettajien verkkosivustot, urheilutiimit ja paljon muuta Marshall Fundamental High Schoolista Pasadenassa, Kaliforniassa.

Uusi SAT-kirjoittaminen: Mikä muuttuu?

Mitä eroa on vuoden 2016 SAT-kirjoituksessa? Käymme läpi 4 keskeistä muutosta ja 5 valmisteluvinkkiä varmistaaksemme uuden testin ässä.

Kuinka monta kysymystä voit ohittaa saadaksesi hyvän ACT -pistemäärän?

Tavoitteena on hyvä ACT -pisteet ja mietit kuinka monta kysymystä voit ohittaa? Tässä on täydellinen opas ACT -testin ottamisstrategiaan pisteidesi maksimoimiseksi.

Bowling Green State University ACT -pisteet ja GPA

2016-17 Akateeminen opas | San Ramon Valleyn lukio

Löydä osavaltion rankingit, SAT / ACT-tulokset, AP-luokat, opettajien verkkosivustot, urheilutiimit ja paljon muuta San Ramon Valley High Schoolista Danvillessä, Kaliforniassa.

Mitä ovat lukion arvosanat? Yhteiskunnat ja luokat

Mitä ovat lukion arvosanat? Tarkoittaako se kursseja tai kunnianosoituksia esimerkiksi NHS: lle? Lue täältä lisää siitä, pitäisikö sinun saada kunnianosoituksia.

SAT: n läpäiseminen: asiantuntijan valmisteluvinkkejä

Oletko huolissasi SAT: n läpäisemisestä? Opi mitä tämä todella tarkoittaa ja tutustu asiantuntijavalmistautumisvinkkeihimme tarvittavan pistemäärän saamiseksi.

Marymount University SAT -tulokset ja GPA

2016-17 Akateeminen opas | Escondidon lukio

Löydä osavaltioiden sijoitukset, SAT/ACT -tulokset, AP -tunnit, opettajan verkkosivustot, urheiluryhmät ja paljon muuta Escondidon lukiosta Escondidossa, Kaliforniassa.

Asiantuntijan opas AP Calculus BC -kokeeseen

Onko sinulla kysymyksiä AP Calculus BC -kokeesta? Tutustu BC Calcin täydelliseen oppaaseemme, joka on kaikki mitä sinun tarvitsee tietää.

Vocab kontekstikysymyksissä ja strategioissa SAT -lukemiseen

SAT Reading -kohdissa Vocab in Context -kysymykset pyytävät sinua määrittelemään sanan kohdan yhteydessä. Tässä oppitunnissa näytämme sinulle harjoittelukysymyksiä ja -strategioita SAT -lukukohdille.