Нуклеотидът е основен градивен елемент на рибонуклеинова киселина (РНК) или Дезоксирибонуклеинова киселина (ДНК), която има основа, захар или фосфат съставна част. В клетките нуклеотидите имат жизненоважни функции и участват например в предаването на хормонален сигнал или производството на енергия.
Какво представляват нуклеотидите?
Нуклеотидите са основните градивни елементи на РНК и ДНК. Те са съставени от a захар молекула, специфична основа и a фосфат група. Нуклеотидите се използват в генетичния код и много видове, като GTP, cAMP и ATP, също изпълняват жизненоважни клетъчни функции. Гигантът молекули РНК или ДНК се състоят от общо пет различни нуклеотидни вида.
Функция, ефект и задачи
Нуклеотидите са много важни за образуването на нови клетки, както и енергиен метаболизъм и също така функционират като пратеници. Без нуклеотиди тялото не би могло да функционира. С помощта на нуклеотиди организмът може да възстанови функцията си след болести или наранявания. Това изисква много строителни материали и много енергия, които обаче не са налични в достатъчно количество в случай на липса на нуклеотиди. По принцип тогава нуклеотидите изпълняват следните функции в тялото:
- Енергиен носител: това изисква анхидридните връзки, които са много енергийни.
- Предшественици на синтезни продукти като РНК и ДНК.
- Части от коензими: те са важни за протичането на различни химични реакции.
- Алостерична модулираща функция: нуклеотидите имат задачата да регулират активността на ключовите ензими
Образуване, поява, свойства и оптимални стойности
Нуклеотидът се състои от следните компоненти:
- Монозахарид, съставен от 5 С атоми, известен също като пентоза.
- Остатък от фосфорна киселина и
- От една от общо петте нуклеобази (урацил, тимин, цитозин, гуанин, аденин).
- захар по този начин е свързан с основата и фосфор. Когато фосфат е прикрепен към нуклеозид, настъпва образуването на най-простия нуклеотид, наречен мононуклеотид. Под вода разделяйки се, фосфатът образува ан естер връзка с 5-С атома на нуклеозида. Следователно нуклеотидите много често се наричат „фосфатни естери на нуклеозидите“. Ако се добавят допълнителни фосфатни остатъци, се образуват нуклеозидни ди- или нуклеозидни трифосфати. Фосфорните анхидридни връзки се образуват между фосфатите, които имат много енергия. В ДНК се използват само тимин, цитозин, гуанин и аденин, съответно, докато в РНК вместо тимин присъства урацил. Има и редица други бази които се наричат редки бази, защото присъстват в нуклеинова киселина само в много малки количества. Те включват например хидроксилиран или метилиран пурин, както и пиримидин бази като псевдоуридин, дихидроурацил или 5-метилцитозин. Три нуклеотида, свързани заедно, образуват най-малката единица, необходима за кодиране на генетична информация в РНК или ДНК. Тази единица информация се нарича кодон. По принцип се разграничават два типа нуклеотиди: пиримидинови нуклеотиди и пуринови нуклеотиди. Пуриновите нуклеотиди имат хетероциклична пръстенна система, състояща се от два пръстена, докато пиримидиновите нуклеотиди имат само един пръстен. Нуклеотидите са естествен компонент на животинската и растителната храна и се намират във всички клетки. Полимерната нуклеинова киселина погълнати с храна, се разграждат от организма до нуклеотиди или нуклеозиди, които впоследствие се абсорбират в тънко черво. Въпреки това, нуклеинова киселина се срещат в храната в различни количества. Карантията има много голям дял, но месото и рибата също съдържат много нуклеини киселини.
Болести и разстройства
Здравите хора са способни да абсорбират достатъчно количество нуклеотидни съединения от храната, да ги рециклират от клетките или да ги синтезират ендогенно. Ако обаче ендогенното снабдяване е недостатъчно, тогава е изключително важно да се консумират нуклеотиди в диета. По-специално тъканите, които имат голямо енергийно изискване, се нуждаят от нуклеотиди в достатъчно количество. Те включват, например, червата, черен дроб- имунната система, мускулите и нервната система. Хроничните заболявания се срещат особено често в тези тъкани. Други видове тъкани като мозък, лимфоцити, еритроцити or левкоцити не могат да синтезират нуклеотиди и също са зависими от снабдяването чрез определени храни. При определени болестни състояния или когато поглъщането на нуклеотиди е намалено, се препоръчват хранителни нуклеотиди за оптимизиране на тъканната функция. Диетичните нуклеотиди стимулират растежа на бифидобактериите. Освен това лезиите в стомашно-чревния тракт също могат да бъдат намалени и дължината или растежът на чревните вили да се увеличи. Особено при деца, които растат много бързо, в случай на големи наранявания или инфекции, възниква въпросът дали самосинтезът е достатъчен, за да покрие повишено нуклеотидно изискване. Кърмата съдържа относително висок дял нуклеотиди, така че кърмачетата, които се хранят с кърма, също трябва да имат подходящо снабдяване. Ако нуклеотидната последователност на гените се промени, това се нарича мутация. Например, една нуклеотидна двойка в ДНК може да бъде заменена с друга. В този случай се говори за точкова мутация или „тиха мутация“. Ако се загубят една или повече нуклеотидни двойки или се вмъкнат двойки, в a се получава или делеция, или инсерция ген. В много случаи образуваният протеин има напълно различна структура и не е в състояние да изпълнява функциите си. Мутациите могат да бъдат причинени от мутагенни вещества или радиация, или могат да възникнат спонтанно. В резултат индивидуално бази може да бъде променена и ДНК може да бъде повредена.
