19.1: nukleotydy

cele uczenia się

aby zidentyfikować różne cząsteczki, które łączą się tworząc nukleotydy.

powtarzające się, lub monomeryczne jednostki, które są połączone ze sobą tworząc kwasy nukleinowe, są znane jako nukleotydy. Kwas deoksyrybonukleinowy (DNA) typowej komórki ssaka zawiera około 3 × 109 nukleotydów. Nukleotydy można dalej rozkładać na kwas fosforowy (H3PO4), cukier pentozowy (cukier z pięcioma atomami węgla) i zasadę azotową (zasadę zawierającą atomy azotu).

Jeśli cukrem pentozowym jest ryboza, nukleotyd jest dokładniej określany jako rybonukleotyd, a otrzymanym kwasem nukleinowym jest kwas rybonukleinowy (RNA). Jeśli cukrem jest 2-deoksyryboza, nukleotyd jest deoksyrybonukleotydem, a kwas nukleinowy jest DNA.

Zasady azotowe występujące w nukleotydach klasyfikowane są jako pirymidyny lub puryny. Pirymidyny są heterocyklicznymi aminami z dwoma atomami azotu w sześcioczłonowym pierścieniu i obejmują uracyl, tyminę i cytozynę. Puryny są heterocyklicznymi aminami składającymi się z pierścienia pirymidynowego połączonego z pięcioczłonowym pierścieniem z dwoma atomami azotu. Adenina i guanina są głównymi purynami występującymi w kwasach nukleinowych (rysunek \(\PageIndex{1}\)).

Rysunek 2.jpg — rysunek \(\PageIndex{1}\) Zasady azotowe Znalezione w DNA i RNA

tworzenie wiązania między C1′ cukru pentozowego a N1 Zasady pirymidynowej lub N9 Zasady purynowej łączy cukier pentozowy z zasadą azotową. W tworzeniu tego wiązania usuwa się cząsteczkę wody. Tabela \(\PageIndex{1}\) podsumowuje podobieństwa i różnice w składzie nukleotydów w DNA i RNA.

konwencja numeracji jest taka, że liczby pierwotne oznaczają atomy pierścienia pentozowego, a liczby nieprimowane oznaczają atomy pierścienia purynowego lub pirymidynowego.

Table \(\PageIndex{1}\): Composition of Nucleotides in DNA and RNA
Composition	DNA	RNA
purine bases	adenine and guanine	adenine and guanine
pyrimidine bases	cytosine and thymine	cytosine and uracil
pentose sugar	2-deoxyribose	ribose
inorganic acid	phosphoric acid (H3PO4)	H3PO4

The names and structures of the major ribonucleotides and one of the deoxyribonucleotides are given in Figure \(\PageIndex{2}\).

Figure 3.jpg — Figure \(\PageIndex{2}\): Nukleotydy pirymidyny i puryn

oprócz tego, że są jednostkami monomerowymi DNA i RNA, nukleotydy i niektóre ich pochodne mają również inne funkcje. Difosforan adenozyny (ADP) i trifosforan adenozyny (ATP), pokazane na rysunku \(\PageIndex{3}\), odgrywają rolę w metabolizmie komórkowym. Ponadto wiele koenzymów, w tym dinukleotyd adeninowy flawiny (FAD), dinukleotyd nikotynamidowo-adeninowy (NAD+) i koenzym A, zawiera nukleotydy adeninowe jako składniki strukturalne.

Figure \(\PageIndex{3}\): Structures of Two Important Adenine-Containing Nucleotides

Summary

Nucleotides are composed of phosphoric acid, a pentose sugar (ribose or deoxyribose), and a nitrogen-containing base (adenine, cytosine, guanine, thymine, or uracil). Ribonucleotides contain ribose, while deoxyribonucleotides contain deoxyribose.

Concept Review Exercises

Identify the three molecules needed to form the nucleotides in each nucleic acid.
1. DNA
2. RNA
klasyfikuje każdy związek jako cukier pentozowy, purynę lub pirymidynę.

Odpowiedzi

Exercises
1. What is the sugar unit in each nucleic acid?
  1. RNA
  2. DNA
2. Identify the major nitrogenous bases in each nucleic acid.
  1. DNA
  2. RNA
3. For each structure, circle the sugar unit and identify the nucleotide as a ribonucleotide or a deoxyribonucleotide.
4. dla każdej struktury zakreśl jednostkę cukru i zidentyfikuj nukleotyd jako rybonukleotyd lub deoksyrybonukleotyd.
5. E4a.jpg