Nukleotid je základnou stavebnou jednotkou molekuly kyselina ribonukleová (RNA) alebo deoxyribonukleová kyselina (DNA), ktorá má základňu, cukor, Alebo fosfát zložka. V bunkách majú nukleotidy vitálne funkcie a podieľajú sa napríklad na prenose hormonálneho signálu alebo na výrobe energie.
Čo sú to nukleotidy?
Nukleotidy sú základnými stavebnými kameňmi RNA a DNA. Skladajú sa z a cukor molekula, špecifická báza a a fosfát skupina. Nukleotidy sa používajú v genetickom kóde a mnohé typy, ako napríklad GTP, cAMP a ATP, tiež vykonávajú dôležité bunkové funkcie. Obor molekuly RNA alebo DNA pozostávajú z celkom piatich rôznych druhov nukleotidov.
Funkcia, účinok a úlohy
Nukleotidy sú veľmi dôležité pre tvorbu nových buniek a tiež energetický metabolizmus a tiež fungujú ako posolské látky. Bez nukleotidov by telo nemohlo fungovať. Pomocou nukleotidov môže organizmus obnoviť svoju funkciu po chorobách alebo úrazoch. To si vyžaduje veľa stavebných materiálov a veľa energie, ktoré však nie sú k dispozícii v dostatočnom množstve v prípade nedostatku nukleotidov. Všeobecne potom nukleotidy vykonávajú v tele nasledujúce funkcie:
- Nosič energie: vyžaduje to anhydridové väzby, ktoré majú veľmi vysoký obsah energie.
- Prekurzory produktov syntézy, ako sú RNA a DNA.
- Časti koenzýmov: sú dôležité pre priebeh rôznych chemických reakcií.
- Alosterická modulačná funkcia: úlohou nukleotidov je regulovať aktivitu kľúčových enzýmov
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty
Nukleotid sa skladá z nasledujúcich zložiek:
- Monosacharid zložený z 5 atómov uhlíka, tiež známy ako pentóza.
- Zvyšok kyseliny fosforečnej a
- Z jednej z celkovo piatich nukleobáz (uracil, tymín, cytozín, guanín, adenín).
cukor je tým spojená so základňou a fosfor. Kedy fosfát je pripojený k nukleozidu, dochádza k tvorbe najjednoduchšieho nukleotidu, ktorý sa nazýva mononukleotid. Pod voda štiepením, fosfát vytvára ester väzba s atómom 5-C nukleozidu. Preto sa nukleotidy veľmi často nazývajú „fosfátové estery nukleozidov“. Ak sa pridajú ďalšie fosfátové zvyšky, vzniknú nukleozidové di- alebo nukleozid trifosfáty. Medzi fosfátmi, ktoré majú veľké množstvo energie, sa vytvárajú väzby anhydridu kyseliny fosforečnej. V DNA sa používa iba tymín, cytozín, guanín a adenín, zatiaľ čo v RNA je namiesto tymínu prítomný uracil. Existuje aj množstvo ďalších základy ktoré sa nazývajú vzácne bázy, pretože sú prítomné v nukleové kyseliny iba vo veľmi malom množstve. Medzi ne patrí napríklad hydroxylovaný alebo metylovaný purín, ako aj pyrimidín základy ako je pseudouridín, dihydrouracil alebo 5-metylcytozín. Tri nukleotidy spojené dohromady tvoria najmenšiu jednotku potrebnú na kódovanie genetickej informácie v RNA alebo DNA. Táto jednotka informácií sa nazýva kodón. V zásade sa rozlišujú dva typy nukleotidov: pyrimidínové nukleotidy a purínové nukleotidy. Purínové nukleotidy majú heterocyklický kruhový systém pozostávajúci z dvoch kruhov, zatiaľ čo pyrimidínové nukleotidy majú iba jeden kruh. Nukleotidy sú prirodzenou súčasťou živočíšnej a rastlinnej potravy a nachádzajú sa vo všetkých bunkách. Polymérne nukleové kyseliny požité s jedlom sa organizmom odbúrajú na nukleotidy alebo nukleozidy, ktoré sa následne absorbujú v tenké črevo. Avšak, nukleové kyseliny sa vyskytujú v potravinách v rôznom množstve. Droby majú veľmi vysoký podiel, ale mäso a ryby tiež obsahujú veľa jadier kyseliny.
Choroby a poruchy
Zdraví ľudia sú schopní absorbovať dostatočné množstvo nukleotidových zlúčenín z potravy, recyklovať ich z buniek alebo ich endogénne syntetizovať. Ak je však endogénny prísun nedostatočný, je mimoriadne dôležité konzumovať nukleotidy v strava. Najmä tkanivá, ktoré majú vysokú potrebu energie, potrebujú nukleotidy v dostatočnom množstve. Patria sem napríklad črevá, pečeňsa imunitný systém, svaly a nervový systém. Chronické ochorenia sa vyskytujú obzvlášť často v týchto tkanivách. Ďalšie typy tkanív, ako sú mozog, lymfocyty, erytrocyty or leukocyty nemôžu syntetizovať nukleotidy a tiež závisia od prísunu určitých potravín. V určitých chorobných stavoch alebo pri zníženom príjme nukleotidov sa na optimalizáciu funkcie tkanív odporúčajú dietetické nukleotidy. Diétne nukleotidy stimulujú rast bifidobaktérií. Ďalej je tiež možné zmenšiť lézie v gastrointestinálnom trakte a zvýšiť dĺžku alebo rast črevných klkov. Najmä u detí, ktoré rast veľmi rýchlo v prípade závažných poranení alebo infekcií vyvstáva otázka, či je autosyntéza dostatočná na pokrytie zvýšenej potreby nukleotidov. Materské mlieko obsahuje relatívne vysoký podiel nukleotidov, preto by mali mať primeraný prísun aj kojenci, ktorí sú kŕmení materským mliekom. Ak sa nukleotidová sekvencia génov zmení, nazýva sa to mutácia. Napríklad jeden nukleotidový pár v DNA môže byť nahradený iným. V tomto prípade sa hovorí o bodovej mutácii alebo „tichej mutácii“. Ak sa stratí jeden alebo viac párov nukleotidov alebo sa vložia páry, dôjde buď k delécii alebo inzercii v rámci a gen. V mnohých prípadoch má potom vytvorený proteín úplne inú štruktúru a nie je schopný vykonávať svoje funkcie. Mutácie môžu byť spôsobené mutagénnymi látkami alebo žiarením, alebo sa môžu vyskytnúť spontánne. Vo výsledku individuálny základy môžu byť zmenené a môže dôjsť k poškodeniu DNA.
