genellik
Nükleotitler, DNA ve RNA nükleik asitlerini oluşturan organik moleküllerdir.
Nükleik asitler, canlı bir organizmanın hayatta kalması için temel öneme sahip biyolojik makromoleküllerdir ve nükleotidler bunların yapı taşlarıdır.
Tüm nükleotidler, üç moleküler element içeren genel bir yapıya sahiptir: bir fosfat grubu, bir pentoz (yani bir 5 karbonlu şeker) ve bir azotlu baz.
DNA'da pentoz deoksiribozdur; RNA'da ise ribozdur.
DNA'da deoksiriboz ve RNA'da riboz bulunması, bu iki nükleik asidi oluşturan nükleotidler arasındaki temel farkı temsil eder.
İkinci önemli fark, azotlu bazlarla ilgilidir: DNA ve RNA'nın nükleotidleri, kendileriyle ilişkili 4 azotlu bazın sadece 3'üne sahiptir.
Nükleotidler nelerdir?
Nükleotitler, DNA ve RNA nükleik asitlerinin monomerlerini oluşturan organik moleküllerdir.
Başka bir tanıma göre nükleotidler, DNA ve RNA nükleik asitlerini oluşturan moleküler birimlerdir.
Kimyasal ve biyolojik monomerler, uzun doğrusal zincirler halinde düzenlenerek büyük moleküller (makromoleküller) oluşturan ve daha iyi polimerler olarak bilinen moleküler birimleri tanımlar.
Genel yapı
Nükleotitler, üç element içeren moleküler bir yapıya sahiptir:
- Fosforik asidin bir türevi olan bir fosfat grubu;
- 5 karbon atomlu bir şeker, yani bir pentoz;
- Aromatik bir heterosiklik molekül olan azotlu bir baz.
Pentoz, fosfat grubu ve azotlu baz ona bağlandığından, nükleotitlerin merkezi elementini temsil eder.
Şekil: Bir nükleik asidin jenerik nükleotidini oluşturan elementler. Görülebileceği gibi, fosfat grubu ve azot bazı şekere bağlanır.
Pentoz ve fosfat grubunu bir arada tutan kimyasal bağ bir fosfodiester bağıdır (veya fosfodiester bağı), pentozu ve azotlu bazı bağlayan kimyasal bağ ise bir N-glikosidik bağdır (veya N-glikosidik bağdır. ).
PENTOSO'NUN HANGİ KÖMÜRLERİ ÇEŞİTLİ BAĞLANTILARDA YER ALMAKTADIR?
Öncül: kimyagerler, organik molekülleri oluşturan karbonları, çalışmalarını ve açıklamalarını basitleştirecek şekilde numaralandırmayı düşündüler. O halde burada bir pentozun 5 karbonu şu hale gelir: karbon 1, karbon 2, karbon 3, karbon 4 ve karbon 5. Sayıları atama kriteri oldukça karmaşıktır, bu nedenle onu dışarıda bırakmanın uygun olduğunu düşünüyoruz.
Nükleotidlerin pentozunu oluşturan 5 karbondan azotlu baz ve fosfat grubuyla bağlarda yer alanlar sırasıyla karbon 1 ve karbon 5'tir.
- Pentoz karbon 1 → N-glikosidik bağ → nitrojen bazı
- Pentoz karbon 5 → fosfodiester bağı → fosfat grubu
NÜKLEOTİTLER FOSFAT GRUBU İLE NÜKLEOZİTLERDİR
Şekil: Bir pentozun yapısı, onu oluşturan karbonların ve azot bazı ve fosfat grubuyla olan bağların numaralandırılması.
Fosfat grubu elementi olmadan nükleotitler, nükleositlere dönüşür.
Aslında bir nükleosit, bir pentoz ve bir azotlu baz arasındaki birleşmeden türetilen organik bir moleküldür.
Bu açıklama, "nükleotitler, karbon 5'e bağlı bir veya daha fazla fosfat grubuna sahip nükleozidlerdir" şeklinde ifade edilen bazı nükleotit tanımlarını açıklamaya hizmet eder.
DNA ve RNA arasındaki fark
DNA ve RNA'nın nükleotidleri, yapısal açıdan birbirinden farklıdır.
Temel fark pentozdadır: DNA'da pentoz deoksiribozdur; RNA'da ise ribozdur.
Deoksiriboz ve riboz sadece bir atom için farklıdır: aslında, deoksiribozun 2. karbonunda bir oksijen atomu eksiktir (NB: c "sadece bir hidrojendir), bu tam tersine ribozun 2. karbonunda bulunur (NB: burada oksijen bir hidrojene katılarak bir hidroksil grubu (OH) oluşturur.
Bu farkın tek başına muazzam biyolojik önemi vardır: DNA, canlı bir organizmanın hücrelerinin gelişiminin ve yeterli işleyişinin bağlı olduğu genetik mirastır; RNA ise esas olarak DNA genlerini kodlamak, kodunu çözmek, düzenlemek ve ifade etmekten sorumlu olan biyolojik makromoleküldür.
DNA ve RNA nükleotitleri arasındaki diğer önemli fark, azotlu bazlarla ilgilidir.
Bu ikinci eşitsizliği tam olarak anlamak için küçük bir geri adım atmak gerekiyor.
Şekil: RNA (riboz) ve DNA'nın (deoksiriboz) nükleotidlerini oluşturan 5 karbonlu şekerler.
Azot bazları, nükleik asitlerde, farklı türdeki kurucu nükleotitlerin ayırt edici unsurunu temsil eden organik yapıya sahip moleküllerdir. şeker-fosfat grubu iskeleti değişmeden kalır.
Hem DNA'da hem de RNA'da olası azotlu bazlar 4'tür; bu nedenle her bir nükleik asit için nükleotid türleri 4'te de vardır.
DNA ve RNA nükleotidleri arasındaki ikinci önemli farka dönecek olursak, bu iki nükleik asidin 4 azotlu bazdan sadece 3'ü ortaktır.Bu durumda adenin, guanin ve sitozin 3 azotlu bazdır. hem DNA hem RNA; timin ve urasil ise sırasıyla DNA'nın dördüncü azotlu bazı ve RNA'nın dördüncü bazıdır.
Bu nedenle pentoz dışında DNA nükleotitleri ve RNA nükleotitleri 4 tipten 3'ü için aynıdır.
Azotlu bazların üyelik sınıfları
Adenin ve guanin, pürinler olarak bilinen azotlu bazlar sınıfına aittir. Purinler, çift halkalı aromatik heterosiklik bileşiklerdir.
Timin, sitozin ve urasil ise pirimidinler olarak bilinen azotlu bazlar sınıfına aittir Pirimidinler tek halkalı aromatik heterosiklik bileşiklerdir.
DNA VE RNA NÜKLEOTİTLERİNİN DİĞER ADI
Deoksiriboz şekerli nükleotitler, yani DNA nükleotitleri, tam olarak yukarıda belirtilen şekerin varlığından dolayı alternatif deoksiribonükleotit adını alır.
Benzer nedenlerle, RNA'nın nükleotidleri olan şeker ribozlu nükleotidler, alternatif ribonükleotid adını alırlar.
- deoksiribonükleotid adenin
- guanin deoksiribonükleotit
- deoksiribonükleotit sitozin
- deoksiribonükleotit timin
- ribonükleotid adenin
- Guanin Ribonükleotid
- Sitozin Ribonükleotit
- urasil ribonükleotid
Nükleik asitlerde organizasyon
Bir nükleik asit oluştururken, nükleotidler kendilerini zincirlere benzer şekilde uzun zincirler halinde düzenlerler.
Bu uzun zincirleri oluşturan her nükleotit, pentozunun karbon 3'ü ile hemen takip eden nükleotidin fosfat grubu arasındaki bir fosfodiester bağı vasıtasıyla bir sonraki nükleotide bağlanır.
UZUNLUKLAR
Nükleik asitleri oluşturan nükleotid dizileri (veya nükleotid dizileri), 5 "uç ("beş uçlu asal" olarak okuyun) ve 3" uç ("üç uçlu asal" olarak okuyun) olarak bilinen iki uca sahiptir. Geleneksel olarak, biyologlar ve genetikçiler, "son 5"in bir nükleik asit oluşturan bir ipliğin başını temsil ettiğini, "son 3"ün ise kuyruğunu temsil ettiğini belirlemişlerdir.
Kimyasal açıdan, "5 ucu", zincirin ilk nükleotidinin fosfat grubuyla çakışırken, "3 ucu", son nükleotidin 3. karbonuna yerleştirilen hidroksil grubu (OH) ile çakışmaktadır.
Bu organizasyon temelinde, genetik ve moleküler biyoloji kitaplarında nükleotid zincirleri şu şekilde tanımlanır: P-5 "→ 3" -OH.
* Not: P harfi, fosfat grubunun fosfor atomunu gösterir.
biyolojik rol
Genlerin ifadesi, DNA nükleotid dizisine bağlıdır.Genler, proteinlerin sentezi için gerekli bilgileri içeren, az çok uzun DNA parçalarıdır (yani nükleotidlerin bölümleri).Amino asitlerden oluşan proteinler, biyolojik makromoleküllerdir. Bir organizmanın hücresel mekanizmalarını düzenlemede temel bir rol oynar.
Belirli bir genin nükleotid dizisi, ilgili proteinin amino asit dizisini belirtir.
