Et nukleotid er en grunnleggende byggestein i ribonukleinsyre (RNA) eller deoksyribonukleinsyre (DNA) som har en base, sukkereller fosfat komponent. I celler har nukleotider viktige funksjoner og er for eksempel involvert i hormonell signaloverføring eller energiproduksjon.
Hva er nukleotider?
Nukleotider er de grunnleggende byggesteinene i RNA og DNA. De er sammensatt av en sukker molekyl, en spesifikk base, og en fosfat gruppe. Nukleotider brukes i den genetiske koden, og mange typer, som GTP, cAMP og ATP, utfører også vitale cellulære funksjoner. Kjempen molekyler RNA eller DNA består av totalt fem forskjellige nukleotidarter.
Funksjon, effekt og oppgaver
Nukleotider er veldig viktige for dannelsen av nye celler så vel som energimetabolisme og fungerer også som messenger stoffer. Uten nukleotider kunne ikke en kropp fungere. Ved hjelp av nukleotider kan organismen gjenopprette sin funksjon etter sykdommer eller skader. Dette krever mange byggematerialer og mye energi, som imidlertid ikke er tilgjengelig i tilstrekkelige mengder i tilfelle mangel på nukleotider. Generelt utfører nukleotidene følgende funksjoner i kroppen:
- Energibærer: dette krever anhydridbindinger, som har veldig høy energi.
- Forløpere til synteseprodukter som RNA og DNA.
- Deler av koenzymer: disse er viktige for løpet av forskjellige kjemiske reaksjoner.
- Allosterisk modulerende funksjon: nukleotider har til oppgave å regulere aktiviteten til viktige enzymer
Dannelse, forekomst, egenskaper og optimale verdier
Et nukleotid består av følgende komponenter:
- Et monosakkarid sammensatt av 5 C-atomer, også kjent som pentose.
- En fosforsyrerest og
- Fra en av totalt fem nukleobaser (uracil, tymin, cytosin, guanin, adenin).
De sukker er derved knyttet til basen og fosfor. Når fosfat er festet til et nukleosid, dannes dannelsen av det enkleste nukleotidet, kalt mononukleotid. Under Vann splitting, danner fosfatet en ester binding med 5-C-atomet i nukleosidet. Derfor kalles nukleotider ofte "fosfatestere av nukleosider". Hvis ytterligere fosfatrester tilsettes, dannes nukleosiddi- eller nukleosidtrifosfater. Fosforsyreanhydridbindinger dannes mellom fosfatene, som har mye energi. I DNA brukes kun henholdsvis tymin, cytosin, guanin og adenin, mens i RNA er uracil til stede i stedet for tymin. Det er også en rekke andre baser som kalles sjeldne baser fordi de er tilstede i nukleinsyrer bare i veldig små mengder. Disse inkluderer for eksempel hydroksylert eller metylert purin så vel som pyrimidin baser slik som pseudouridin, dihydrouracil eller 5-metylcytosin. Tre nukleotider koblet sammen danner den minste enheten som er nødvendig for å kode genetisk informasjon i RNA eller DNA. Denne informasjonsenheten kalles et kodon. I utgangspunktet skilles det mellom to typer nukleotider: pyrimidinnukleotider og purinnukleotider. Purinnukleotider har et heterosyklisk ringsystem som består av to ringer, mens pyrimidinnukleotider bare har en ring. Nukleotider er en naturlig komponent i dyre- og plantemat og finnes i alle celler. Det polymere nukleinsyrer inntatt med mat nedbrytes av organismen til nukleotider eller nukleosider, som deretter absorberes i tynntarm. Imidlertid nukleinsyrer forekomme i mat i varierende mengder. Slakteavfall har en veldig høy andel, men kjøtt og fisk inneholder også mange kjerner syrer.
Sykdommer og lidelser
Friske mennesker er i stand til å absorbere tilstrekkelige mengder nukleotidforbindelser fra mat, resirkulere dem fra celler, eller syntetisere dem endogent. Men hvis den endogene tilførselen er utilstrekkelig, er det ekstremt viktig å konsumere nukleotider i området kosthold. Spesielt trenger vev som har et høyt energibehov nukleotider i tilstrekkelige mengder. Disse inkluderer for eksempel tarmene, leverenden immunsystem, musklene og nervesystemet. Kroniske sykdommer forekommer spesielt ofte i disse vevene. Andre vevstyper som hjerne, lymfocytter, erytrocytter or leukocytter kan ikke syntetisere nukleotider og er også avhengig av tilførsel via visse matvarer. I visse sykdomstilstander eller når nukleotidopptaket reduseres, anbefales kostholdsnukleotider for å optimalisere vevsfunksjonen. Kostholdsnukleotider stimulerer veksten av bifidobakterier. Videre kan lesjoner i mage-tarmkanalen også reduseres og lengden eller veksten av tarm villi økes. Spesielt hos barn som vokse veldig raskt, når det gjelder større skader eller infeksjoner, oppstår spørsmålet om selvsyntese er tilstrekkelig til å dekke et økt nukleotidbehov. Morsmelk inneholder en relativt høy andel nukleotider, så spedbarn som får morsmelk bør også ha en passende forsyning. Hvis nukleotidsekvensen til gener endres, kalles dette en mutasjon. For eksempel kan ett nukleotidpar i DNA erstattes av et annet. I dette tilfellet snakker man om en punktmutasjon eller en "stille mutasjon". Hvis ett eller flere nukleotidpar går tapt eller par settes inn, skjer enten en sletting eller en innsetting i a gen. I mange tilfeller har det dannede proteinet en helt annen struktur og klarer ikke å utføre sine funksjoner. Mutasjoner kan enten være forårsaket av mutagene stoffer eller stråling, eller de kan oppstå spontant. Som et resultat, individuell baser kan endres og DNA kan bli skadet.
