Nukleotidas yra pagrindinis statybinis elementas ribonukleino rūgštis (RNR) arba Deoksiribonukleorūgštis (DNR), turinti pagrindą, cukrusarba fosfatas komponentas. Ląstelėse nukleotidai atlieka gyvybiškai svarbias funkcijas ir yra susiję, pavyzdžiui, su hormonų signalo perdavimu ar energijos gamyba.
Kas yra nukleotidai?
Nukleotidai yra pagrindiniai RNR ir DNR statybiniai elementai. Jie susideda iš cukrus molekulė, specifinė bazė ir a fosfatas grupė. Genetiniame kode naudojami nukleotidai, o daugelis tipų, tokie kaip GTP, cAMP ir ATP, taip pat atlieka gyvybiškai svarbias ląstelių funkcijas. Milžinas molekulės RNR arba DNR susideda iš viso penkių skirtingų nukleotidų rūšių.
Funkcija, poveikis ir užduotys
Nukleotidai yra labai svarbūs formuojant naujas ląsteles, taip pat energijos apykaita taip pat veikia kaip pasiuntinių medžiagos. Be nukleotidų kūnas negalėtų funkcionuoti. Nukleotidų pagalba organizmas gali atkurti savo funkciją po ligų ar traumų. Tam reikia daug statybinių medžiagų ir daug energijos, kurios trūksta nukleotidų, tačiau jų nepakanka. Paprastai nukleotidai organizme atlieka šias funkcijas:
- Energijos nešiklis: tam reikalingos anhidrido jungtys, kuriose yra daug energijos.
- Sintezės produktų, tokių kaip RNR ir DNR, pirmtakai.
- Kofermentų dalys: tai yra svarbu vykstant įvairioms cheminėms reakcijoms.
- Alosterinė moduliacinė funkcija: nukleotidai turi užduotį reguliuoti pagrindinių fermentų aktyvumą
Formavimas, atsiradimas, savybės ir optimalios vertės
Nukleotidą sudaro šie komponentai:
- Monosacharidas, sudarytas iš 5 C atomų, taip pat žinomas kaip pentozė.
- Fosforo rūgšties liekana ir
- Iš vienos iš penkių nukleobazių (uracilo, timino, citozino, guanino, adenino).
Šios cukrus yra susijęs su baze ir fosforo. Kai fosfatas yra prijungtas prie nukleozido, susidaro paprasčiausias nukleotidas, vadinamas mononukleotidu. Pagal vanduo skaidant, fosfatas sudaro an esteris jungiasi su nukleozido 5-C atomu. Todėl nukleotidai labai dažnai vadinami „nukleozidų fosfatų esteriais“. Jei pridedama papildomų fosfatų liekanų, susidaro nukleozidų di- arba nukleozidų trifosfatai. Fosforo anhidrido jungtys susidaro tarp fosfatų, kurie turi daug energijos. DNR naudojamas tik atitinkamai timinas, citozinas, guaninas ir adeninas, tuo tarpu RNR vietoj timino yra uracilo. Taip pat yra keletas kitų bazės kurie vadinami retomis bazėmis, nes jų yra nukleorūgštys tik labai mažais kiekiais. Tai apima, pavyzdžiui, hidroksilintą arba metilintą puriną, taip pat pirimidiną bazės tokie kaip pseudouridinas, dihidrouracilas arba 5-metilcitozinas. Trys kartu susieti nukleotidai sudaro mažiausią vienetą, reikalingą genetinei informacijai koduoti RNR ar DNR. Šis informacijos vienetas vadinamas kodonu. Iš esmės išskiriami du nukleotidų tipai: pirimidino ir purino nukleotidai. Purino nukleotidai turi heterociklinę žiedų sistemą, susidedančią iš dviejų žiedų, tuo tarpu pirimidino nukleotidai turi tik vieną žiedą. Nukleotidai yra natūralus gyvūnų ir augalų maisto komponentas ir yra visose ląstelėse. Polimeras nukleorūgštys suvalgytas su maistu organizmas skaido iki nukleotidų ar nukleozidų, kurie vėliau absorbuojami plonoji žarna. Tačiau, nukleorūgštys maiste pasitaiko įvairaus kiekio. Subproduktai turi labai didelę dalį, tačiau mėsoje ir žuvyje taip pat yra daug nukleino rūgštys.
Ligos ir sutrikimai
Sveiki žmonės sugeba iš maisto įsisavinti pakankamą kiekį nukleotidų junginių, perdirbti juos iš ląstelių arba sintezuoti juos endogeniškai. Tačiau, jei endogeninio tiekimo nepakanka, labai svarbu nukleotidus suvartoti dieta. Visų pirma audiniams, kuriems reikalingas didelis energijos kiekis, reikia nukleotidų pakankamu kiekiu. Tai apima, pavyzdžiui, žarnyną, kepenys, imuninė sistema, raumenys ir nervų sistema. Šiuose audiniuose ypač dažnai pasireiškia lėtinės ligos. Kiti audinių tipai, tokie kaip smegenys, limfocitai, eritrocitai or leukocitai negali sintetinti nukleotidų, jie taip pat priklauso nuo tiekimo per tam tikrus maisto produktus. Esant tam tikroms ligos būsenoms arba kai sumažėja nukleotidų pasisavinimas, audinių funkcijai optimizuoti rekomenduojami dietiniai nukleotidai. Mitybos nukleotidai skatina bifidobakterijų augimą. Be to, virškinimo trakto pažeidimai taip pat gali būti sumažinti ir žarnų gaurelių ilgis ar augimas gali padidėti. Ypač vaikams, kurie augti labai greitai, esant dideliems sužalojimams ar infekcijoms, kyla klausimas, ar savaiminės sintezės pakanka padengti padidėjusį nukleotidų poreikį. Motinos pienas yra santykinai didelė nukleotidų dalis, todėl kūdikiai, maitinami motinos pienu, taip pat turėtų turėti reikiamą atsargą. Jei pakinta genų nukleotidų seka, tai vadinama mutacija. Pavyzdžiui, vieną nukleotidų porą DNR galima pakeisti kita. Šiuo atveju kalbama apie taškinę mutaciją arba „tylią mutaciją“. Jei prarandama viena ar kelios nukleotidų poros arba įterpiamos poros, ištrinama arba įterpiama genas. Daugeliu atvejų susidaręs baltymas turi visiškai kitokią struktūrą ir negali atlikti savo funkcijų. Mutacijas gali sukelti mutageninės medžiagos arba radiacija, arba jos gali atsirasti savaime. Dėl to individualus bazės gali būti pakeista ir pažeista DNR.
