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Nucleotid – was ist das? Die Zusammensetzung, die Struktur, die Anzahl und Sequenz von Nukleotiden in der DNA-Kette

Alles Leben auf der Erde besteht aus vielen Zellen, die die Reihenfolge ihrer Organisation auf Kosten im Kern der genetischen Information enthaltenen unterstützen. Es ist immer noch vorhanden, umgesetzt und komplexen makromolekularen Verbindungen übertragen – eine Nukleinsäure, bestehend aus den Monomereinheiten – Nukleotiden. es ist unmöglich, die Rolle von Nukleinsäuren zu überschätzen. Stabilität ihrer Strukturen durch das normale Funktionieren des Organismus bestimmt und Abweichungen in der Struktur wird unweigerlich zu Veränderungen der zellulären Organisation, die Tätigkeit der physiologischen Prozesse und die Lebensfähigkeit der Zellen im Allgemeinen führen.

Das Konzept eines Nukleotid und seine Eigenschaften

Jedes Molekül von DNA – Nukleotid – oder RNA wird aus kleineren monomeren Verbindungen hergestellt. Mit anderen Worten, die Nukleotide – die Bausteine der Nukleinsäuren, Co-Enzyme und vielen anderen biologischen Verbindungen, die während seines Lebens Zelle kritisch sind.

Die wichtigsten Eigenschaften dieser essentiellen Substanzen gehören:

• Speicherung von Informationen über die Proteinstruktur und ererbte Eigenschaften;
• Die Kontrolle über das Wachstum und die Vermehrung;
• im Stoffwechsel und viele anderen physiologischen Prozessen in der Zelle teilnehmen.

Die Zusammensetzung der Nukleotide

Apropos Nukleotiden, können wir auf ein so wichtiges Thema wie ihre Struktur und Zusammensetzung nicht wohnen.

Jedes Nukleotid besteht aus:

• Zuckerrest;
• Stickstoffbase;
• Phosphatgruppe oder ein Rest der Phosphorsäure.

Wir können, dass die Nukleotid sagen – eine komplexe organische Verbindung. Je nach der spezifischen Zusammensetzung und Art der stickstoffhaltigen Basen in der Nucleotidsequenz Pentose Struktur Nukleinsäure unterteilt in:

• Desoxyribonukleinsäure oder DNA;
• Ribonukleinsäure oder RNA.

Zusammensetzung Nukleinsäure

Die Nukleinsäure-Pentosezucker dargestellt. Dieser Fünf-Kohlenstoff-Zucker in dem DNA es Desoxyribose genannt wird, in RNA – Ribose. Jedes Molekül hat Pentosen fünf Kohlenstoffatomen, von denen vier zusammen mit dem Sauerstoffatom einen fünfgliedrigen Ring bilden, und den fünften Teil der HO-CH2-Gruppe.

Die Position jedes Kohlenstoffatom in dem Molekül Pentose arabischen Ziffer mit einem Apostroph (1C '2C', 3C '4C', 5c ') bezeichnet. Da alle Prozesse der genetischen Information mit Nucleinsäuremoleküle Lesen einer strengen Richt haben, dienen die Numerierung der Kohlenstoffatome und deren Anordnung in dem Ring als ein Zeiger auf die korrekte Richtung.

Die Hydroxylgruppe an die dritten und fünften Kohlenstoffatomen (und 3S ‚5S‘) angebracht Phosphorsäurerest. Er bestimmt die chemische Identität der DNA und RNA zu einer Gruppe von Säuren.

Das erste Kohlenstoffatom (1S) stickstoffhaltiger Base zu dem Zuckermolekül gebunden.

Artzusammensetzung Stickstoffbasen

Nucleotiden von DNA Stickstoffbasen sind durch vier Arten dargestellt:

• Adenin (A);
• Guanin (G);
• Cytosin (C);
• Thymin (T).

Die ersten beiden gehören zu der Klasse von Purinen, die beiden letzten – Pyrimidin. Molekulargewicht Purin Pyrimidin ist immer schwerer.

Nucleotides RNA Stickstoffbasen dargestellt wird:

• Adenin (A);
• Guanin (G);
• Cytosin (C);
• Uracil (U).

Uracil sowie Thymin, eine Pyrimidinbase.

In der wissenschaftlichen Literatur und kann oft andere Bezeichnung Stickstoffbasen finden – lateinische Buchstaben (A, T, C, G, U).

Ausführlicher die chemische Struktur von Purinen und Pyrimidinen.

Pyrimidine, nämlich, Cytosin, Thymin und Uracil, in der Struktur, die durch die zwei Stickstoffatom und vier Kohlenstoffatomen einen sechsgliedrigen Ring bilden. Jedes Atom hat eine eigene Nummer von 1 bis 6.

Purinen (Adenin und Guanin) besteht aus Pyrimidin und Imidazol oder zwei Heterocyclen. Molekül Purinbasen durch vier Stickstoffatome und fünf Kohlenstoffatomen repräsentiert. Jedes Atom von 1 bis 9 numeriert.

Die erhaltene Verbindung der stickstoffhaltigen Base und einem Pentoserest gebildeten Nukleosid. Nucleotid – eine Nukleosid-Verbindung und eine Phosphatgruppe.

Die Bildung von Phosphodiesterbindungen

Es ist wichtig, die Frage zu verstehen, wie die Nukleotide in der Polypeptidkette zu kombinieren, um ein Nukleinsäuremolekül zu bilden. Dies geschieht aufgrund der sogenannten Phosphodiesterbindungen.

Die Wechselwirkung von zwei Nukleotiden gibt Dinukleotid. Bildung von neuen Verbindungen erfolgt durch Kondensation zwischen dem Phosphatrest von einem Monomer und einer anderen Hydroxy Pentose Phosphodiesterbindung auftritt.

Polynukleotidsynthese – wiederholte Wiederholung dieser Reaktion (ein paar Millionen Mal). Eine Polynukleotidkette durch Bilden von Phosphodiesterbindungen zwischen dem dritten und den fünften Kohlenstoff Zucker (3S ‚und 5S‘) ausgebildet ist.

Zusammenbauen Polynukleotid – ein komplexer Prozess, der sich, wenn das Enzym DNA-Polymerase stattfindet, die nur das Kettenwachstum an einem Ende bereitstellt (3 ‚) mit einer freien Hydroxygruppe.

Die Struktur des DNA-Moleküls

Ein DNA-Molekül als auch das Protein kann eine primäre, sekundäre und tertiäre Struktur sein.

Die Sequenz von Nukleotiden in der DNA – Kette definiert seine Primärstruktur. Sekundärstruktur aufgrund gebildeten Wasserstoffbrückenbindungen, aufgrund derer das Auftreten Komplementarität Prinzip gelegt. Mit anderen Worten wirkt bei der Synthese des DNA-Doppelhelix gewisse Regelmäßigkeit: Adenin, Thymin entspricht eine Schaltung andere, Guanin – Cytosin und vice versa. Paare von Adenin und Thymin oder Guanin und Cytosin durch die beide in dem ersten und in den letzteren Fall drei Wasserstoffbindungen gebildet wird. Eine solche Verbindung stellt eine feste Bindung Nucleotid-Ketten und gleichen Abstand zwischen ihnen.

Die Kenntnis der Sequenz von Nukleotiden in einem DNA – Kette durch das Prinzip der Komplementarität kann zweiten oder Ergänzung verlängert.

Die Tertiärstruktur des DNA-Komplex wird durch dreidimensionale Bindungen gebildet, wodurch es Molekül Herstellung kompakter und in der Lage in einem kleinen Volumen Zelle gegeben. Zum Beispiel ist E. coli DNA-Länge, die größer als 1 mm, während der Zellenlänge – von weniger als 5 Mikrometern.

Die Anzahl von Nukleotiden in der DNA, und es ist ihre quantitative Beziehung zu der Regel Chergaffa unterliegt (Anzahl der Purinbasen sind auf die Menge des Pyrimidins immer gleich). Der Abstand zwischen den Nucleotiden – eine Konstante gleich 0,34 nm, und ihr Molekulargewicht.

Die Struktur eines RNA-Moleküls

RNA wird durch eine einzige Polynukleotidkette dargestellt, gebildet durch kovalente Bindungen zwischen Pentose (Ribose in diesem Fall) und eine Phosphateinheit. In der Länge ist es viel kürzer DNA. Die Artenzusammensetzung der stickstoffhaltigen Basen in der Nukleotid- und gibt es Unterschiede. Die RNA-Pyrimidin-Base Thymin anstelle von Uracil verwendet. In Abhängigkeit von den Funktionen im Körper durchgeführt wird, kann RNA von drei Typen sein.

• ribosomalen (rRNA) – in der Regel von 3000 bis 5000 Nukleotide enthalten. Proteinbiosynthese – als notwendige strukturelle Komponente bei der Bildung des aktiven Zentrums von Ribosomen, die Standorte der einen der wichtigsten Prozesse in der Zelle beteiligt.
• Transport (tRNA) – besteht aus einem Durchschnitt von 75 bis 95 Nukleotiden, führt Übertragung auf die Stelle der gewünschten Aminosäure Polypeptid-Synthese in Ribosomen. Jede Art von tRNA (mindestens 40) seine inhärenten ihm nur eine Sequenz von Nukleotiden oder Monomeren.
• Information (RNAi) – in Nukleotid-Zusammensetzung ist sehr vielfältig. Transfer der genetischen Information von der DNA zu den Ribosomen, dient als Matrize für die Synthese des Proteinmoleküls.

Die Rolle von Nukleotiden im Körper

Nukleotiden in der Zelle eine Reihe wichtiger Funktionen ausführen:

• werden als Bausteine für die Nukleinsäuren (Nucleotid Purin- und Pyrimidin-Serie) verwendet wird;
• sind in vielen Stoffwechselprozessen in der Zelle beteiligt sind;
• Teil der ATP – die Hauptenergiequelle in Zellen;
• wirkt als Vektoren von Äquivalenten in der Zelle (NAD +, NADP +, FAD, FMN) zu reduzieren;
• fungieren als bioregulator;
• kann betrachtet werden als zweite Boten reguläre Synthese (z.B. cAMP oder cGMP) extrazellulär.

Nucleotid – eine Monomereinheit, die komplexere Verbindungen bildet – Nukleinsäuren, ohne die die Übertragung der genetischen Information, ihre Speicherung und Wiedergabe. Freie Nukleotide sind die Hauptkomponenten in den Signalenergieprozessen beteiligt und Stützzellen und normale Funktionieren des gesamten Organismus.