Nukleotyd jest to cząsteczki organicznej , która składa się z nukleinowych zasady kwasem (lub zasadą azotową ) o o ose z pięciu atomów węgla, o nazwie pentozy , którego stowarzyszenie tworzy nukleozydu , a na końcu jednej do trzech fosforanowe grupy .
Trifosforan adenozyny , tak zwanych ATP jest nukleotydem którym hydrolizę w formie ADP i oddaje fosforany ilość energii stosowanej w aktywności komórek zwierzęcych ; bardziej ogólnie, w postaci dNTP ( ATP , GTP , CTP , UTP ) nukleotydy odgrywają centralną rolę w metabolizmie . Nukleotydy są również zaangażowane w sygnalizację komórkową . Niektóre są kofaktorami lub koenzymami reakcji biochemicznych .
Nukleotydy są budulcem kwasu nukleinowego, takiego jak DNA lub RNA .
Nukleotyd składa się z trzech części:
Nazywa się je rybonukleotydami, jeśli cukrem jest ryboza, lub dezoksyrybonukleotydami, jeśli cukrem jest dezoksyryboza.
In vivo nukleotydy można syntetyzować de novo lub poddawać recyklingowi na drodze recyklingu. Nukleotydy ulegają degradacji, dzięki czemu użyteczne części można ponownie wykorzystać w reakcjach syntetycznych do tworzenia nowych nukleotydów. Wątroba jest głównym organem syntezy de novo czterech nukleotydów.
Składniki wykorzystywane w syntezie nukleotydów de novo pochodzą z biosyntetycznych prekursorów metabolizmu węglowodanów i aminokwasów , a także z amoniaku i dwutlenku węgla . Synteza pirymidyn i puryn de novo przebiega dwoma różnymi drogami.
Dla porównania, syntezy nukleotydów purynowych i pirymidynowych są przeprowadzane przez kilka enzymów w cytoplazmie komórki, a nie w określonej organelli.
Nukleotydy są budulcem kwasu nukleinowego, takiego jak DNA lub RNA . Te dwa typy składają się odpowiednio z dezoksyrybozy i rybozy , przy czym zasada azotowa jest jednak zmienna.
Cukier (lub ose , a dokładniej pentoza ) obecny w DNA to β- D -2'-deoksyryboza . Przedrostek „dezoksy” oznacza, że jest o jedną grupę hydroksylową (-OH) mniej. W rzeczywistości, w pozycji 2 wszystkich cukrów składowych DNA, hydroksylowa jest zastąpiona przez atom z grupy obejmującej atom wodoru (H). W przeciwieństwie do tego hydroksyl pozostaje obecny w RNA, gdzie osą jest ryboza .
Nukleotydy są połączone ze sobą wiązaniami fosfodiestrowymi . Enzymem wiążącym jest polimeraza DNA w przypadku DNA, która powiela istniejącą nić DNA, oraz polimeraza RNA dla RNA, która tworzy nić RNA z modelu DNA.
Ponieważ fosforany i cukry są zawsze takie same w danym kwasie nukleinowym, charakter nukleotydu jest określony przez zawartą w nim zasadę nukleinową. Zatem sekwencję nici DNA lub RNA można podsumować jako następstwo obecnych zasad nukleinowych. Pięć głównych nukleotydów nazwano zgodnie z ich bazą nukleinową.
W RNA znajdują się cztery zasady nukleinowe: adenina, guanina, cytozyna i uracyl. DNA składa się z czterech różnych dezoksyrybonukleotydów odpowiadających czterem różnym zasadom nukleinowym:
Mają tę szczególną cechę, że łączą dwa na dwa dzięki komplementarności :
RNA składa się z czterech różnych rybonukleotydów odpowiadających czterem różnym zasadom nukleinowym:
Pary UMP z monofosforanem adenozyny (AMP).
Syntetyczny biologii tworzy sztucznych nukleotydów, które tworzą pary zasad nienaturalnych pierwotnie rozszerzona kodu genetycznego (IN) .
Trifosforan adenozyny (ATP) jest nukleotydem magazynującym energię w żywych komórkach. Ta energia jest uwalniana przez hydrolizę grup fosforanowych.
Podobnie jak w przypadku analogów nukleozydów , niektóre cząsteczki zostały zsyntetyzowane jako leki, składające się z nukleozydu i jednej lub więcej grup fosforanowych. Te cząsteczki obejmują sofosbuwir testowany w leczeniu HCV .
IUPAC zdefiniowane następujące kody reprezentują nukleotydy, kwasy nukleinowe oraz bloku dezoksyrybonukleinowego:
| Kod IUPAC | Baza nukleinowa |
|---|---|
| W | Adenina |
| VS | Cytozyna |
| sol | Guanina |
| T (lub U ) | Tymina (lub uracyl ) |
| R | A lub G. |
| Y | C lub T (U) |
| S | G lub C |
| W. | A lub T (U) |
| K. | G lub T (U) |
| M | A lub C |
| b | C lub G lub T (U) |
| re | A lub G lub T (U) |
| H. | A lub C lub T (U) |
| V | A lub C lub G. |
| NIE | Dowolna podstawa |
| . lub - | pusty |