Nucleotidestructuur: 9 interessante feiten om te weten

Inhoud

• Sleutelconcept en termen
• Wat is een nucleotide? | Waar zijn nucleotiden van gemaakt?
• Nucleotidestructuur | Nucleotide monomeer
• Wat doen nucleotiden?
• DNA-nucleotiden
• RNA-nucleotiden
• Gratis nucleotiden
• Conclusie
• Interview Q & A gerelateerd aan dit onderwerp

Behalve in sommige virussen, wordt DNA alomtegenwoordig gevonden in de levende vormen (behalve RNA-virussen) en fungeert het als genetisch materiaal in bijna elke levende vorm. Het nucleotide wordt beschouwd als bouwstenen voor het synthetiseren van nucleïnezuren (RNA en DNA). Behalve dat ze deelnemen aan de synthese van nucleïnezuren, zijn nucleotiden ook betrokken bij verschillende andere cellulaire functies, afhankelijk van hun chemische en structurele eigenschappen.

Sleutelconcept en termen

RNA (ribonucleïnezuur): het is aanwezig in alle cellen die metabolische activiteiten vertonen. Het wordt geproduceerd uit het DNA en raakt betrokken bij de eiwitsynthese op de aanwijzingen die door DNA worden gegeven. RNA fungeert als een bemiddelaar tussen genetische informatie en de expressie ervan. Omdat de volgorde van expressie van de genetische informatie is van DNA -> RNA -> Eiwitten.

DNA (desoxyribonucleïnezuur): het DNA is alomtegenwoordig in bijna alle levende organismen. Het DNA kan zichzelf repliceren en zijn kopieën synthetiseren. Dit replicatieproces wordt echter gestart en voltooid door een DNA-polymerase-enzym. DNA bevat genetische informatie en wordt in bijna elke cel van ons lichaam aangetroffen (afwezig in rode bloedcellen). Het DNA heeft een structuur als een dubbele helix.

Monomeer: Een monomeer is een eenheid (monomeer; "mono" betekent één) die zich aan de andere vergelijkbare eenheden bindt om een ​​grotere eenheid (polymeer) te produceren.

Polymeer: Een polymeer is een grotere eenheid (polymeer; "poly" betekent veel) of eenheid gevormd als resultaat van de associatie van kleinere eenheden (monomeren).

Purines: Een dubbelringige stikstofhoudende basisstructuur staat bekend als: purine (Guanine en Adenine)

pyrimidine: Een enkelvoudig geringde stikstofhoudende basisstructuur staat bekend als: pyrimidine (Uracil, Thymine en Cytosine)

De pyrimidinen en purines zijn de samenstellende stikstofbasen die in DNA en RNA worden aangetroffen.

Wat is een nucleotide? | Waar zijn nucleotiden van gemaakt?

De nucleotiden zijn de monomere eenheden die samen grotere moleculen (polymeren) zoals RNA en DNA vormen. Nucleotiden dienen als de fundamentele structurele en fundamentele eenheid van een polynucleotidestreng. De nucleotiden zijn verantwoordelijk voor de synthese van het genetische materiaal in alle levensvormen op deze planeet.

Ongeacht het organisme en de plaats van voorkomen, bevat nucleotide drie chemische basiscomponenten, die als volgt zijn:

• Fosfaatgroep (minstens één)
• Pentosesuiker (suiker met vijf koolstofatomen die ribose of deoxyribose kan zijn)
• Stikstofbase (pyrimidine van purine)

De nucleotiden binden aan elkaar om nucleïnezuur- of polynucleotidestrengen te produceren, vaak beschouwd als de DNA-streng.

Nucleotiden werken soms onafhankelijk (genexpressie) of raken betrokken bij de andere cellulaire processen (katalyse en signalering).

Nucleotidestructuur | Nucleotide monomeer

Om de diverse werking van het nucleotide te begrijpen, moeten we ons concentreren op de manier waarop ze zijn gebouwd en hoe ze combineren om nucleïnezuur te worden. 

Nucleotidebasen (stikstofbasen)

De nucleotiden worden gedifferentieerd en geclassificeerd op basis van de aanwezigheid van verschillende stikstofbasen. Er zijn over het algemeen vijf soorten stikstofbasen die in het genoom van elk organisme worden aangetroffen.

• uracil
• thymine
• guanine
• cytosine
• adenine

De naamgeving van een nucleotide wordt bepaald door de stikstofbase en het aantal fosfaatgroepen dat daarin aanwezig is. Stel bijvoorbeeld dat als een nucleotide Guanine en één fosfaatgroep bevat, het nucleotide Guanosinemonofosfaat (GMP) wordt genoemd. Hier, guanosine verwijst naar Guanine, en monofosfaat verwijst naar het enkele fosfaat dat aanwezig is in de GMP. 

De stikstofbasen worden grofweg ingedeeld op basis van het aantal aanwezige ringen in twee typen, namelijk purines en pyrimidinen. Purines omvatten Adenine en Guanine (ze worden respectievelijk Adenosine en Guanosine genoemd wanneer ze aanwezig zijn in DNA of RNA. Hun naam eindigt meestal met het achtervoegsel "sine"). Pyrimidines daarentegen omvatten thymine, cytosine en uracil (ze worden respectievelijk thymidine, cytidine en uridine genoemd, indien aanwezig in DNA of RNA. Hun naam eindigt meestal met het achtervoegsel "dine").

Adenine (A): Adenine is een purine stikstofhoudende base met een chemische formule C₅H₅N₅. Het nucleotide dat adenine bevat, staat bekend als adenosine. De Adenine bindt met thymine met behulp van twee waterstofbruggen. Deze interacties helpen bij het stabiliseren van de structuur van DNA of RNA. Adenine is ook aanwezig in ATP (Adenosine trifosfaat), die betrokken is bij verschillende cellulaire processen en energiegedreven reacties.

Cytosine (C): het is een pyrimidine-stikstofbase met een chemische formule C₄H₅N₃O. Het nucleotide dat de cytosinebase bevat, staat bekend als cytidine. Het heeft een aromatische heterocyclische zesledige ring. De cytosine paren met Guanine met behulp van drie waterstofbruggen. Deze interacties helpen bij het stabiliseren van de structuur van DNA of RNA. De vrije nucleotidevorm van cytosine is vaak betrokken bij de katalyse van reacties zoals de omzetting van ADP in ATP.

Guanine (G): Guanine is een purine stikstofhoudende base met de chemische formule C₅H₅N₅O. Het nucleotide dat Guanine bevat, staat bekend als guanosine. Guanine is een dubbelringige structuur met geconjugeerde enkele, dubbele bindingen, en vormt drie waterstofbruggen met cytosine en stabiliseert de DNA-structuur.

Thymine (T): Het is een pyrimidine-stikstofbase met een chemische formule C₅H₆N₂O₂. Het nucleotide dat een thyminebase bevat, staat bekend als thymidine. Het ziet eruit als een gefuseerde ring en vormt twee waterstofbruggen met adenine, wat helpt de DNA-structuur te stabiliseren. 

Uracil (U): het is een pyrimidine-stikstofbase die uitsluitend in DNA wordt aangetroffen. Het werkt als een zwak zuur en heeft de chemische formule C₄H₄N₂O₂. Het nucleotide dat Uracil bevat, staat bekend als Uridine. De Uracil verschilt van thymine alleen door de afwezigheid van een methylgroep; daarom is de structuur vergelijkbaar met die van thymine.

Pentosesuiker (monosacchariden)

Pentosesuiker is een essentieel element bij het vormen van een nucleotide, terwijl het ook een ruggengraat vormt voor de structuur van nucleïnezuren. De pentosesuiker bevat vijf koolstofatomen. Nucleotiden hebben twee soorten pentosesuikers:

• Deoxyribose (gevonden in DNA)
• Ribose (gevonden in RNA)

Fosfaatgroep 

De fosfaatgroepen die aanwezig zijn in de nucleotiden zijn afgeleid van fosforzuur. Het heeft een algemene formule van (PO₄)^3- en het wordt in de nucleotiden gevonden als mono-, di- of trifosfaten. Het nucleotide dat één, twee en drie fosfaten bevat, is monofosfaat, difosfaat en trifosfaat.

De exacte naamgeving van nucleotiden wordt gedaan door rekening te houden met de suiker, stikstofbase en het aantal aanwezige fosfaatgroepen. ATP is bijvoorbeeld adenosinetrifosfaat, terwijl dGDP deoxyguanosinedifosfaat is. De letter "d" in de nucleotidenaam geeft de aanwezigheid van deoxyribosesuiker in het nucleotide aan.

Wat doen nucleotiden?

Het DNA en RNA van een individu zijn over het algemeen opgebouwd uit strengen van nucleïnezuren (polynucleotiden). De genexpressie in cellen van organismen verandert elke keer voortdurend, en de cellen van het organisme groeien tegelijkertijd en sterven af.

Nucleotiden spelen een sleutelrol in dit hele proces.

• De nucleotiden regelen het proces in combinaties zoals in nucleïnezuren
• De nucleotiden reguleren ook het metabolische proces terwijl ze aanwezig zijn in de vrije vorm (niet geassocieerd met het nucleïnezuur)

Wanneer nucleotiden een dubbele helixstructuur van DNA vormen, vormen ze complementaire basenparen tussen de nucleotiden die aanwezig zijn op tegenoverliggende polynucleotidestrengen. 

De vuistregel van complementariteit is dat de purine die op de ene streng aanwezig is, basenparen met het complementaire pyrimidine op de andere streng (Guanineparen met Cytosine en Adenine paren met Thymine). 

• Purines omvatten Guanine en Adenineden
• Pyrimidinen omvatten uracil, thymine en cytosine

DNA-nucleotiden

Hieronder volgen de nucleotiden die DNA maken:

Deoxyguanosinetrifosfaat (dGTP): Het is een purine-nucleotide dat bestaat uit drie fosfaatgroepen, deoxyribosesuiker en een guaninebase.

Deoxythymidinetrifosfaat (dTTP): Het is een pyrimidine-nucleotide dat bestaat uit drie fosfaatgroepen, deoxyribosesuiker en een thyminebase.

Deoxycytidinetrifosfaat (dCTP): Het is een pyrimidine-nucleotide dat bestaat uit drie fosfaatgroepen, deoxyribosesuiker en een cytosinebase.

Deoxyadenosinetrifosfaat (dATP): Het is een purine-nucleotide dat bestaat uit drie fosfaatgroepen, deoxyribosesuiker en een adeninebase.

RNA-nucleotiden

Hieronder volgen de nucleotiden die RNA maken:

Guanosinetrifosfaat (GTP): Het is een purine-nucleotide dat bestaat uit drie fosfaatgroepen, een ribosesuiker en een guaninebase.

Uridinetrifosfaat (UTP): Het is een pyrimidine-nucleotide dat bestaat uit drie fosfaatgroepen, een ribosesuiker en een uracilbase.

Cytidinetrifosfaat (CTP): Het is een pyrimidine-nucleotide dat bestaat uit drie fosfaatgroepen, een ribosesuiker en een cytosinebase.

Adenosinetrifosfaat (ATP): Het is een purine-nucleotide dat bestaat uit drie fosfaatgroepen, een ribose suiker en een adenine baseren.

Gratis nucleotiden

Alleen nucleotidetrifosfaten zijn onderling verbonden om nucleïnezuren te vormen, nucleotidemonofosfaten en nucleotidedifosfaten worden niet opgenomen in polynucleotidestrengen en zijn in de cel aanwezig als vrije nucleotiden. Mono- en difosfaatnucleotiden zijn echter betrokken bij andere essentiële cellulaire processen en metabolisme. De vrije nucleotiden werken ook als co-enzymen voor verschillende enzymen voor de katalyse van biochemische reacties. 

Stel dat ATP werkt als een energierijk molecuul en co-enzym voor veel biochemische reacties. ATP is vaak nodig om verschillende biochemische reacties in ons lichaam op gang te brengen. 

Vrije nucleotiden spelen ook een rol bij cellulaire apoptose. Veranderingen in de nucleotiden activeren de proteasomale machinerie van de cel, die de cel naar geprogrammeerde celdood leidt, ook bekend als apoptose. Apoptose is een belangrijk fenomeen dat plaatsvindt in ons lichaam. Het geeft ons lichaam een ​​goede vorm en voorkomt ook dat ons lichaam verschillende genetische ziekten krijgt.

Conclusie

In dit artikel hebben we gesproken over de structuur van nucleotiden in detail. Ze spelen een cruciale rol bij de vorming van het genetisch materiaal (DNA en RNA). Ze spelen echter ook een rol bij de afbraak en afbraak van beschadigde cellulaire componenten die in onze komende berichten zullen worden besproken. 

Interview Q & A gerelateerd aan dit onderwerp

Q1 Noem de vier soorten nucleotiden?

Antwoord: Er zijn vijf soorten nucleotiden die gezamenlijk aanwezig zijn in het DNA en RNA. Namelijk: Adenine, Guanine, Thymine, Cytosine en Uracil. Waarvan Adenine, Guanine en Cytosine veel voorkomen bij DNA en RNA. Terwijl het DNA thymine bevat en RNA Uracil bevat in plaats van thymine.

Q2 Noem de drie componenten van een nucleotide?

Antwoord: Een nucleotide bevat drie structurele componenten (bouwstenen), die als volgt zijn:

• een stikstofbase [Purine (Adenine en Guanine) of Pyrimidine (Thymine en Cytosine)], 
• een suiker met vijf koolstofatomen (ribosesuiker in het geval van RNA en deoxyribosesuiker in het geval van DNA) 
• en een fosfaatgroep.

Q3 Wat is de functie van nucleotiden?

Antwoord: De primaire functie van een nucleotide is het bouwen van DNA en RNA, waarin de genetische informatie van een organisme wordt opgeslagen. Nucleotiden zijn ook betrokken bij cellulaire signaalroutes (cAMP fungeert als secundaire boodschapper). Nucleotiden zoals ATP en GTP zijn vaak betrokken bij de energiegestuurde mechanismen van het lichaam. Sommige van de nucleotiden zoals NAD, NADH, NADP, NADPH etc. fungeren vaak als cofactor voor de enzymen die verschillende metabolische processen uitvoeren.

Q4 Waar worden nucleotiden gevonden?

Antwoord: De nucleotiden zijn overvloedig aanwezig in de cel kern omdat ze de bouwstenen van DNA zijn of RNA. Sommige nucleotiden zijn aanwezig in het cytoplasma omdat ze ook betrokken zijn bij de biochemische routes. Ten slotte zijn nucleotiden die betrokken zijn bij de celsignaleringsroutes ook aanwezig in extracellulaire omgevingen.

V5 Is DNA een nucleotide?

Antwoord: DNA bestaat uit een groot aantal nucleotiden. Het staat dus bekend als een polynucleotide. 

Q6 Wat is een nucleotidediagram?

Antwoord: Voor details over de nucleotidestructuur: Klik hier

Q7 Hoe nucleotide wordt gevormd?

Antwoord: Nucleosidevorming is de primaire stap in de vorming van nucleotide. Een nucleoside wordt gesynthetiseerd nadat een pentosesuiker is verbonden met een stikstofhoudende base via een N-glycosidische binding. Het gevormde nucleoside reageert met een fosfaatgroep en ondergaat een veresteringsreactie om nucleotide te produceren. Chemisch gezien is een nucleotide een fosfaatester van het nucleoside.

Q8 Nucleotide versus nucleoside

Antwoord: Het fundamentele verschil tussen een nucleotide en een nucleoside is de aanwezigheid van een fosfaatgroep. Het nucleoside bevat stikstofhoudende base en een ribosesuiker, terwijl stikstofhoudende base stikstofhoudende base, ribosesuiker en een fosfaatgroep bevat.

Q9 Welke nucleotide paren met cytosine?

Antwoord: Guanine vormt een complementair basenpaar met cytosine. Guanine vormt drie waterstofbruggen met cytosine. Deze guanine- en cytosine-basenparing is een belangrijke stabiliserende kracht in het DNA.

Q10 Noem de nucleotide die niet in RNA wordt gevonden?

Antwoord: Thymine wordt niet gevonden in het RNA. Uracil wordt alleen gevonden in RNA als vervanging voor thymine. Thymine is betrokken bij de reparatiemechanismen, maar een dergelijk reparatiemechanisme is niet vereist in het RNA. Vandaar RNA bevat uracil in plaats van thymine.

Q11 welk nucleotide is altijd gepaard met thymine?

Antwoord: Adenine gaat altijd gepaard met thymine. Het complementaire basenpaar voor thymine is adenine in het biologische systeem. Adenine van één DNA-streng vormt twee waterstofbruggen met thymine van een andere DNA-streng die bijdraagt ​​aan de stabilisatie van het DNA.

Q12 Waar bevindt het nucleotide zich in de cel?

Antwoord: nucleotiden bevinden zich in het gehele protoplasma van de cel. Maar overvloedig gevonden in de kern. Nucleotiden worden ook gevonden in het cytoplasma en extracellulaire omgevingen.

Q13 waar is het nucleotide op een DNA-streng?

Antwoord: De DNA-streng staat bekend als de polynucleotide-streng; daarom bestaat het uit meerdere eenheden nucleotiden. Nucleotiden komen voor in de gehele lengte van het DNA.

Vraag 14 Welk nucleotide zal een paren vormen met Guanine?

Antwoord: Cytosine aanwezig op de andere DNA-streng vormt een complementair basenpaar met Guanine. Er worden drie waterstofbruggen gevormd tussen cytosine van de ene DNA-streng en Guanine van een andere DNA-streng.

Q16. Noem de drie componenten van een enkele nucleotide?

Antwoord: De drie basiscomponenten van een enkele nucleotide omvatten: een stikstofhoudende base (purine of pyrimidine), een ribosesuiker (ribose of deoxyribose) en een fosfaatgroep.

Q18. Hoe kun je nucleotide- en stikstofbasen vergelijken en contrasteren?

Antwoord: Nucleotide is de fundamentele eenheid van de nucleïnezuren (DNA/RNA) die stikstofbase, ribosesuiker en fosfaatgroep omvat. Terwijl stikstof zelf een van de componenten van nucleotide is.

Q19. Wat betekent nucleotide-analoog?

Antwoord: Nucleotide-analoog zijn de derivaten van standaardnucleotiden of structureel vergelijkbare moleculen die op nucleotiden lijken, maar ze vervullen niet de functie die gewoonlijk door nucleotiden wordt uitgevoerd.

Q20. Welke delen van DNA-nucleotide zijn het belangrijkst?

Antwoord: Nucleotiden worden gekarakteriseerd op basis van de aanwezigheid van een soort stikstofbase. Daarom is de stikstofbase het belangrijkste onderdeel van een nucleotide. DNA slaat genetische informatie op in de vorm van een nucleotidesequentie. De aanwezigheid van verschillende stikstofbases is verantwoordelijk voor het maken van combinaties en sequenties in het DNA.

Lees ook:

• Hoe de fenotypische verhouding te vinden
• Polymerase kettingreactie
• Hebben alle cellen cytoplasma?
• Onverzadigd vetzuur
• Voedselvacuole bij schimmels
• Is vitamine een co-enzym
• Is exocytose actief
• Hexapoda-kenmerken
• Is cytosine een pyrimidine
• Hebben dierlijke cellen een endoplasmatisch reticulum?

Dr Abdullah Arsalan

Ik ben Abdullah Arsalan, heb mijn doctoraat in de biotechnologie afgerond. Ik heb 7 jaar onderzoekservaring. Ik heb tot nu toe zes artikelen gepubliceerd in tijdschriften met een internationale reputatie met een gemiddelde impactfactor van 6, en er zijn er nog een paar in behandeling. Ik heb onderzoekspapers gepresenteerd op verschillende nationale en internationale conferenties. Mijn interessegebied is biotechnologie en biochemie met speciale nadruk op eiwitchemie, enzymologie, immunologie, biofysische technieken en moleculaire biologie.