النيوكليوتيدات

عمومية

النيوكليوتيدات هي الجزيئات العضوية التي تشكل الحمض النووي DNA و RNA.

الأحماض النووية هي جزيئات حيوية حيوية ذات أهمية أساسية لبقاء كائن حي ، ونواة النيوكليوتيدات هي لبنات البناء.

جميع النيوكليوتيدات لها بنية عامة تتضمن ثلاثة عناصر جزيئية: مجموعة فوسفاتية ، بنتوست (أي 5 ذرات كربون) وقاعدة نيتروجينية.

في الحمض النووي ، البنتوز هو ديوكسيريبوز. في الحمض النووي الريبي ، من ناحية أخرى ، فمن ريبوز.

يمثل وجود ديوكسيريبوز ، في الحمض النووي ، وريبوز ، في RNA ، الفرق الرئيسي بين النيوكليوتيدات التي تشكل هذين الحاملين النوويين.

ويتعلق الاختلاف المهم الثاني بالقواعد النيتروجينية: حيث تتشارك النيوكليوتيدات في الحمض النووي الريبي والحمض النووي الريبي في 3 قواعد من القواعد النيتروجينية الأربعة.

ما هي النيوكليوتيدات؟

النيوكليوتيدات هي الجزيئات العضوية التي تشكل مونومرات الحمض النووي DNA و RNA .

وفقا لتعريف آخر ، النيوكليوتيدات هي الوحدات الجزيئية التي تشكل الحمض النووي DNA و RNA.

تحدد المواد الكيميائية والبيولوجية الوحدات الجزيئية كمونومرات ، والتي يتم ترتيبها في سلاسل خطية طويلة ، تشكل جزيئات كبيرة (جزيئات كبيرة) ، والمعروفة باسم البوليمرات .

الهيكل العام

النيوكليوتيدات لها هيكل جزيئي يتضمن ثلاثة عناصر:

• مجموعة الفوسفات ، وهي مشتقة من حمض الفوسفوريك.
• السكر مع 5 ذرات الكربون ، أي البنتوز .
• قاعدة نيتروجينية ، وهي جزيء غير متجانسة عطرية.

إن البنتوز هو العنصر المركزي في النيوكليوتيدات ، لأنه يرتبط بمجموعة الفوسفات والقاعدة النيتروجينية.

الرقم: العناصر التي تشكل النيوكليوتيدات العامة للحمض النووي. كما يتبين ، فإن مجموعة الفوسفات والقاعدة النيتروجينية مرتبطة بالسكر.

الرابطة الكيميائية التي تحمل مجموعة البنتوز والفوسفات معاً عبارة عن رابطة phosphodiesteric (أو رابطة phosphodiesteric ) ، في حين أن الرابطة الكيميائية التي تربط بين البنتوز والقاعدة النيتروجينية هي رابطة N-glycosidic (أو رابطة n-glycosidic). ).

أي نوع من أنواع الكناسات من البنتوزو تشارك في سلال مختلفة؟

الفرضية: لقد فكر الكيميائيون في ترقيم الكربونات التي تشكل الجزيئات العضوية ، بطريقة تبسط الدراسة والوصف. وهنا ، إذن ، تصبح الكاربونات الخمسة في البنتوز: الكربون 1 ، الكربون 2 ، الكربون 3 ، الكربون 4 والكربون. 5 إن معيار تخصيص الأرقام معقد للغاية ، لذلك نعتبر أنه من المناسب تركه.

من 5 ذرات كربونية تشكل البنتوز من النيوكليوتيدات ، فإن تلك المشاركة في الروابط مع القاعدة النيتروجينية ومجموعة الفوسفات هي ، على التوالي ، الكربون 1 والكربون 5 .

• الكربون 1 من البنتوز → N-glycosidic bond → قاعدة النيتروجين
• Carbon 5 of pentose → phosphodiesteric bond → phosphate group

النيوكليوتيدات هي NUCLEOSIDES مع مجموعة فوسفات

الشكل رقم: هيكل خماسي البنتوز ، ترقيم جثثها المكونة وسنداتها مع مجموعة نيتروجينية ومجموعة فوسفات.

بدون عنصر مجموعة الفوسفات ، تصبح النيوكليوتيدات nucleosides .

في الواقع ، النوكليوزيد هو جزيء عضوي ، مستمد من الاتحاد بين البنتوز والقاعدة النيتروجينية.

يعمل هذا الشروح على شرح بعض تعريفات النيوكليوتيدات ، والتي تنص على: "النيوكليوتيدات هي نيوكليوسيدات لها مجموعة فوسفات أو أكثر مرتبطة بالكربون 5".

الفرق بين الحمض النووي والحمض النووي الريبي

تختلف النيوكليوتيدات في الدنا والرنا عن بعضها البعض من وجهة نظر هيكلية.

الفرق الرئيسي يكمن في البنتوز : في الحمض النووي ، البنتوز هو ديوكسيريبوز . في الحمض النووي الريبي ، من ناحية أخرى ، فمن ريبوز .

تختلف ديوكسيريبوز وريبوز عن ذرة واحدة: في الواقع ، على الكربون 2 من ديوكسيريبوز ليس هناك ذرة أكسجين (ملاحظة: يوجد هيدروجين واحد فقط) ، والذي ، على العكس ، موجود على كربون الريبوز 2 (ملاحظة: هنا ، الأكسجين يجمع مع الهيدروجين ، وتشكيل مجموعة الهيدروكسيل OH).

وهذا الاختلاف الوحيد له أهمية بيولوجية هائلة: فالحمض النووي هو التراث الجيني الذي يعتمد عليه تطوير الخلايا الحية للكائنات الحية وتشغيلها السليم ؛ وعلى الجانب الآخر ، فإن الحمض النووي الريبي هو الجزيء الماكرومي البيولوجي المسؤول بشكل رئيسي عن تشفير جينات الدنا وفكها وتنظيمها والتعبير عنها.

الاختلاف الهام الآخر بين النيوكليوتيدات من الحمض النووي والحمض النووي الريبي تتعلق القواعد النيتروجينية .

لفهم هذا التفاوت الثاني بشكل كامل ، من الضروري اتخاذ خطوة صغيرة إلى الوراء.

الرقم: السكريات مع 5 ذرات الكربون التي تشكل النيوكليوتيدات من الحمض النووي الريبي (ريبوز) والحمض النووي (ديوكسيريبوز).

القواعد النيتروجينية هي جزيئات ذات طبيعة عضوية ، والتي تمثل ، في الأحماض النووية ، العنصر المميز للأنواع المختلفة من النيوكليوتيدات المكونة. في الواقع ، في النيوكليوتيدات من الحمض النووي وكذلك في النيوكليوتيدات من الحمض النووي الريبي ، والعنصر المتغير الوحيد هو قاعدة النيتروجينية. هيكل عظمي السكر والفوسفات يبقى دون تغيير.

في كل من الحمض النووي والحمض النووي الريبي ، والقواعد النيتروجينية المحتملة هي 4 ؛ وبالتالي فإن أنواع النيوكليوتيدات ، لكل حمض نووي ، هي في المجموع 4.

ومع ذلك ، وبالعودة إلى الاختلاف الهام الثاني بين النيوكليوتيدات من الحمض النووي والحمض النووي الريبي ، فإن هذين الحاملين النوويين مشتركين فقط في 3 قواعد نيتروجينية على 4. في هذه الحالة ، الأدينين ، الجوانين والسيتوزين هي 3 قواعد نيتروجينية موجودة في كل من الحمض النووي والحمض النووي الريبي ؛ الثايمين واليوراسيل ، على التوالي ، هما القاعدة الرابعة النيتروجينية للحمض النووي (DNA) والقاعدة الرابعة من الحمض النووي الريبي.

ولذلك ، فإن البنتوز بعيد ، تكون النوكليوتيدات من الحمض النووي ونوكليوتيدات الرنا متساوية لـ 3 أنواع من 4.

فئات الانتماء إلى القواعد النيتروجينية

الأدينين والجوانين تنتمي إلى طبقة القواعد النيتروجينية المعروفة باسم البيورينات . البيورينات هي مركبات حلقية غير متجانسة عطرية مزدوجة الحلقة.

الثايمين ، السيتوسين واليوراسيل ، من ناحية أخرى ، تنتمي إلى طبقة القواعد النيتروجينية ، المعروفة باسم البيريميدين . Pyrimidines هي عبارة عن مركبات أحادية الحلقة غير متجانسة.

اسم نوكليوتيد آخر من الحمض النووي والحمض النووي الريبي

تأخذ النيوكليوتيدات مع سكر ديوكسيريبوز ، أي النيوكليوتيدات من الحمض النووي ، الاسم البديل ل deoxyribonucleotides ، بالتحديد بسبب وجود السكر المذكور.

لأسباب مماثلة ، تأخذ النيوكليوتيدات مع سكر الريبوز ، أي نيوكليوتيدات الحمض النووي الريبي ، الاسم البديل لريبونوكليوتيد .

منظمة في الأحماض النووية

في تأليف الحمض النووي ، يتم تنظيم النيوكليوتيدات في خيوط طويلة تشبه السلاسل.

كل النوكليوتيدات التي تشكل هذه السلاسل الطويلة ترتبط بالنوكليوتيد التالي ، عن طريق رابطة فسفودية بين الكربون 3 من البنتوز ومجموعة الفوسفات من النوكليوتيدات التالية مباشرة.

تنتهي

إن خيوط النيوكليوتيدات (أو خيوط النوكليوتيدات) ، والتي تشكل الأحماض النووية ، لها طرفان ، تعرف باسم النهاية 5 '' (نقرأ "النهاية الخامسة أولاً") ونهاية 3 (نقرأ "نهاية الثلاثة الأولى"). وقد توصل علماء البيولوجيا وعلماء الوراثة إلى أن " الطرف الخامس " يمثل رأس خيوط الأحماض النووية ، بينما يمثل الطرف الثالث ذيله .

من وجهة النظر الكيميائية ، تتطابق النهاية 5 'مع مجموعة الفوسفات من النوكليوتيد الأول من السلسلة ، بينما تتطابق النهاية' 3 'مع مجموعة الهيدروكسيل (OH) الموضوعة على الكربون 3 من النوكليوتيدات الأخير.

ويستند على هذه المنظمة التي ، في كتب البيولوجيا الجينية والجينية ، وصفت خيوط النوكليوتيدات على النحو التالي: P-5 '→ 3'-OH.

* ملاحظة: يشير الحرف P إلى ذرة الفوسفور لمجموعة الفوسفات.

الدور البيولوجي

يعتمد تعبير الجينات على تسلسل نوكليوتيد الدنا. الجينات هي أكثر أو أقل أجزاء طويلة من الحمض النووي (وبالتالي شرائح النوكليوتيدات) ، والتي تحتوي على المعلومات الأساسية لتركيب البروتين . تتألف البروتينات من الأحماض الأمينية ، وهي عبارة عن جزيئات حيوية ، تلعب دوراً أساسياً في تنظيم الآليات الخلوية للكائن الحي.

يحدد تسلسل النوكليوتيد لجين معين تسلسل الحمض الأميني للبروتين ذي الصلة.