nukleotidi

Kao nukleotida je osnovni građevni blok ribonukleinske kiseline (RNA) ili deoksiribonukleinske kiseline (DNK) koji ima baznu, šećernu ili fosfatnu komponentu. U stanicama nukleotidi imaju vitalne funkcije i sudjeluju, na primjer, u prenosu hormonskog signala ili u proizvodnji energije.

Što su nukleotidi

Nukleotidi su osnovni građevni blokovi RNA i DNK. Sastoji se od molekule šećera, specifične baze i fosfatne skupine.

Nukleotidi se koriste u genetskom kodu i mnoge vrste, poput GTP, cAMP ili ATP, također ispunjavaju vitalne stanične funkcije. Ogromne molekule RNA i DNA sastoje se od ukupno pet različitih vrsta nukleotida.

Funkcija, efekt i zadaće

Nukleotidi su vrlo važni za stvaranje novih stanica, kao i za energetski metabolizam i također djeluju kao glasnik tvari. Tijelo ne bi moglo funkcionirati bez nukleotida.

Uz pomoć nukleotida, organizam može vratiti svoju funkciju nakon bolesti ili ozljede. To zahtijeva puno građevinskih materijala i puno energije koja, međutim, nije dostupna u dovoljnim količinama u slučaju nedostatka nukleotida. Općenito, nukleotidi u tijelu obavljaju sljedeće zadatke:

• Nosač energije: za to su vam potrebne anhidridne veze, koje su vrlo visoke u energiji
• Prekursori proizvoda sinteze kao što su RNA i DNK
• Dijelovi koenzima: Važni su za proces različitih kemijskih reakcija
• Funkcija alosterske modulacije: nukleotidi imaju zadatak reguliranja aktivnosti ključnih enzima

Obrazovanje, pojava, svojstva i optimalne vrijednosti

Nukleotid se sastoji od sljedećih komponenti:

• monosaharid, koji se sastoji od 5 atoma ugljika i poznat je i kao pentoza
• ostatak fosforne kiseline
• s jedne od pet nukleobaza (uracil, timin, citozin, gvanin, adenin)

Šećer je povezan s bazom i fosforom. Ako se fosfat veže na nukleozid, nastaje najjednostavniji nukleotid, takozvani mononukleotid. Fosfat tvori estersku vezu s 5-ugljikovim atomom nukleozida cijepanjem vode. Stoga se nukleotidi često nazivaju "fosfatnim esterima nukleozida".

Ako se ostave daljnji fosfatni ostaci, nastaju nukleozidi di ili nukleozid trifosfati. Između fosfata nastaju fosforne anhidridne veze, koje imaju veliku količinu energije. U DNK se koriste samo timin, citozin, gvanin ili adenin, dok je uracil prisutan u RNA umjesto timina. Postoji i niz drugih baza poznatih kao rijetke baze, jer se samo u vrlo malim količinama nalaze u nukleinskim kiselinama. Oni uključuju, na primjer, hidroksilirane ili metilirane purinske i pirimidinske baze kao što su pseudouridin, dihidrouracil ili 5-metilcitozin.

Tri nukleotida koji su povezani zajedno tvore najmanju jedinicu koja je potrebna za kodiranje genetskih informacija u RNA ili DNK. Ova jedinica podataka naziva se kodon. U osnovi postoje dvije vrste nukleotida: nukleotidi pirimidina i purinski nukleotidi. Purinski nukleotidi imaju heterociklički sustav prstena koji se sastoji od dva prstena, a pirimidinski nukleotidi imaju samo jedan prsten.

Nukleotidi su prirodna komponenta životinjske i biljne hrane i mogu se naći u svim stanicama. Polimerne nukleinske kiseline koje se unose u hranu organizam razgrađuju na nukleotide ili nukleozide koji se potom apsorbiraju u tankom crijevu. Međutim, nukleinske kiseline se u hrani nalaze u različitim količinama. Drobovina ima vrlo visok udio, ali mnoge nukleinske kiseline sadrže i meso i ribu.

Bolesti i poremećaji

Zdravi ljudi mogu uzimati dovoljne količine nukleotidnih spojeva iz hrane, reciklirati ih iz stanica ili ih endogeno sintetizirati. Međutim, ako je endogena opskrba nedovoljna, izuzetno je važno dobiti nukleotide s hranom.

Prije svega, tkiva koja imaju veliku potrebu za energijom trebaju nukleotide u dovoljnim količinama. Oni uključuju, na primjer, crijeva, jetru, imunološki sustav, mišiće i živčani sustav. Kronične bolesti su posebno česte u tim tkivima. Ostale vrste tkiva poput mozga, limfocita, eritrocita ili leukocita ne mogu sintetizirati nukleotide i također ovise o opskrbi određenom hranom. Prehrambeni nukleotidi preporučuju se za određena stanja bolesti ili smanjeni unos nukleotida kako bi se optimizirala funkcija tkiva.

Nukleotidi koji se uzimaju hranom potiču rast bifidobakterija. Nadalje, mogu se smanjiti i lezije u gastrointestinalnom traktu i povećati duljina ili rast crijevnih vilica. Osobito kod djece koja rastu vrlo brzo, s većim ozljedama ili infekcijama, postavlja se pitanje je li samosinteza dovoljna da se pokrije povećana potreba za nukleotidima. Majčino mlijeko sadrži relativno visok udio nukleotida, tako da dojenčad koja se hrane majčinim mlijekom također treba imati odgovarajući unos.

Ako se nukleotidni slijed gena promijeni, čovjek govori o mutaciji. Na primjer, par nukleotida u DNK može se zamijeniti drugim. U ovom se slučaju govori o točkovnoj mutaciji ili "tihoj mutaciji". Ako se jedan ili više nukleotidnih parova izgube ili se parovi ubace, dolazi do brisanja ili umetanja unutar gena.

U mnogim slučajevima protein koji nastaje tada ima potpuno drugačiju strukturu i nije u stanju izvršavati svoje zadatke. Mutacije mogu biti uzrokovane mutagenim tvarima ili zračenjem ili se mogu pojaviti spontano. Ovo može promijeniti pojedinačne baze i oštetiti DNK.