Νουκλεοτίδιο: σύνθεση, δομή DNA και RNA

νουκλεοτίδιο είναι η υπομονάδα που σχηματίζει DNA και RNA, νουκλεϊκά οξέα που σχετίζονται με την κληρονομικότητα και τον έλεγχο της δραστηριότητας του κύτταρα. Ένα νουκλεοτίδιο αποτελείται από μια φωσφορική ομάδα, μια αζωτούχα βάση και μια πεντόζη. Το DNA και το RNA διαφέρουν ως προς την πεντόζη που έχουν και επίσης ως προς τις αζωτούχες βάσεις.

Διαβάστε επίσης: Γονίδια - ποιο είναι το δικό σου; σημασια όχιτον προσδιορισμό των χαρακτηριστικών των ζωντανών όντων;

Σύνοψη νουκλεοτιδίων

• Το νουκλεοτίδιο είναι η υπομονάδα που σχηματίζει νουκλεϊκά οξέα.
• Υπάρχουν δύο τύποι νουκλεϊκών οξέων: DNA και RNA.
• Ένα νουκλεοτίδιο αποτελείται από μια φωσφορική ομάδα, μια αζωτούχα βάση και μια πεντόζη.
• Το DNA και το RNA διαφέρουν ως προς το σάκχαρο που υπάρχει στη δομή τους και επίσης ως προς την αζωτούχα βάση.
• Η πεντόζη του DNA είναι δεοξυριβόζη, ενώ η πεντόζη του RNA είναι ριβόζη.
• Η αδενίνη, η γουανίνη και η κυτοσίνη παρατηρούνται τόσο στο DNA όσο και στο RNA.
• Η θυμίνη παρατηρείται μόνο στο DNA.
• Η ουρακίλη παρατηρείται μόνο στο RNA.

Μάθημα βίντεο με νουκλεοτίδια

Σύνθεση νουκλεοτιδίων

Τα νουκλεϊκά οξέα σχηματίζονται ενώνοντας μικρότερα μόρια που ονομάζονται νουκλεοτίδια. Τα νουκλεοτίδια αποτελούνται γενικά από τρία μέρη:

Δείτε τα συστατικά ενός νουκλεοτιδίου.

• Μια ζάχαρη πέντε άνθρακα (πεντόζη): Οι πεντόζες που βρίσκονται στα νουκλεϊκά οξέα είναι η ριβόζη (C₅H₁₀Ο₅) και δεοξυριβόζη (C₅H₁₀Ο₄).
• Μια αζωτούχα βάση: Οι βάσεις αζώτου μπορεί να είναι δύο τύπων: πυριμιδίνες και πουρίνες. Μια πυριμιδίνη έχει έναν δακτύλιο έξι άτομα, ενώ οι πουρίνες έχουν έναν δακτύλιο έξι ατόμων συντηγμένο με έναν δακτύλιο πέντε ατόμων. Οι πουρίνες είναι: αδενίνη (Α) και γουανίνη (G). Οι πυριμιδίνες είναι: κυτοσίνη (C), θυμίνη (Τ) και ουρακίλη (U)
• Μια φωσφορική ομάδα: Η φωσφορική ομάδα προέρχεται από το οξύ φωσφορικός.

Τα νουκλεοτίδια ενώνονται για να σχηματίσουν πολυνουκλεοτίδια.

Τα νουκλεοτίδια ενώνονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν πολυνουκλεοτίδια. Τα γειτονικά νουκλεοτίδια σχηματίζουν δεσμό μεταξύ της φωσφορικής ομάδας ενός νουκλεοτιδίου και της ομάδας πεντόζης του επόμενου νουκλεοτιδίου. Αυτός ο δεσμός είναι υπεύθυνος για το σχηματισμό της ραχοκοκαλιάς σακχάρου-φωσφορικού.

Πρόσβαση επίσης: Χρωμοσώματα — δομές που αποτελούνται από DNA και πρωτεΐνες

DNA και RNA: Νουκλεϊκά οξέα κατασκευασμένα από νουκλεοτίδιο

Το DNA (δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ) και το RNA (ριβονουκλεϊκό οξύ) είναι δύο τύποι νουκλεϊκών οξέων που σχετίζονται με τον έλεγχο της κυτταρικής δραστηριότητας και της κληρονομικότητας, δηλαδή με τη μετάδοση των χαρακτηριστικών των έμβιων όντων μεταξύ των γενεών. Το DNA και το RNA διαφέρουν ως προς το σάκχαρο που υπάρχει στη δομή τους και επίσης ως προς την αζωτούχα βάση.

Όσο για τη ζάχαρη:

• Στο DNA, υπάρχει το σάκχαρο που ονομάζεται δεοξυριβόζη (εξ ου και το όνομα δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ).
• στο RNA, το σάκχαρο είναι μια ριβόζη (εξ ου και το όνομα ριβονουκλεϊκό οξύ).

Η διαφορά μεταξύ αυτών των δύο τύπων σακχάρου είναι ότι η δεοξυριβόζη έχει ένα λιγότερο άτομο οξυγόνου συνδεδεμένο με το δεύτερο άτομο άνθρακα του δακτυλίου.

Όσον αφορά τις αζωτούχες βάσεις:

• στο DNA, υπάρχουν μόνο νουκλεοτίδια που έχουν τις βάσεις αδενίνη, γουανίνη, κυτοσίνη και θυμίνη.
• στο RNA, υπάρχουν μόνο νουκλεοτίδια που έχουν τις βάσεις αδενίνη, γουανίνη, κυτοσίνη και ουρακίλη.

Μπορούμε επομένως να συμπεράνουμε ότι η αδενίνη, η γουανίνη και η κυτοσίνη παρατηρούνται τόσο στο DNA όσο και στο RNA, ενώ η Η θυμίνη βρίσκεται μόνο στο DNA και η ουρακίλη μόνο στο RNA.

Το μόριο DNA είναι διπλή έλικα, ενώ το RNA έχει μονόκλωνο.

• Δομή του DNA

Τα μόρια DNA έχουν δύο πολυνουκλεοτίδια που είναι κουλουριασμένα μεταξύ τους, σχηματίζοντας τη δομή που είναι γνωστή ως διπλή έλικα. Το εξωτερικό μέρος της έλικας σχηματίζεται από τις σακχαροφωσφορικές ραχοκοκαλιές, ενώ οι αζωτούχες βάσεις ζευγαρώνονται μέσα στην έλικα. Τα δύο πολυνουκλεοτίδια ενώνονται με δεσμούς που δημιουργούνται μεταξύ των ζευγών βάσεων.

Η ένωση μεταξύ των ζευγών βάσεων δεν συμβαίνει τυχαία, οπότε το το ζευγάρωμα παρατηρείται μόνο με συμβατές βάσεις. Η αδενίνη που υπάρχει σε μια αλυσίδα, για παράδειγμα, ζευγαρώνει μόνο με τη θυμίνη σε μια άλλη αλυσίδα. Η γουανίνη, από την άλλη πλευρά, ζευγαρώνει μόνο με κυτοσίνη. Αυτό σημαίνει ότι αν διαβάσουμε την ακολουθία βάσεων μιας αλυσίδας, θα ξέρουμε αμέσως ποιες βάσεις σχηματίζουν την άλλη αλυσίδα. Για να μάθετε περισσότερα, επισκεφθείτε: DNA.

• Δομή RNA

Τα μόρια του RNA, σε αντίθεση με τα μόρια DNA, δεν βρίσκονται σε διπλή έλικα. Το RNA εμφανίζεται σε μονή αλυσίδα.Το ζευγάρωμα βάσεων μπορεί να συμβεί στο RNA, οδηγώντας στο σχηματισμό τρισδιάστατων δομών. Το RNA μεταφοράς, για παράδειγμα, έχει σχήμα που μοιάζει με L και παρατηρείται σύζευξη σε ορισμένες περιοχές. Στο RNA, το αδενίνη ζεύγη με ουρακίλη, αφού η θυμίνη δεν υπάρχει.

Αξίζει να σημειωθεί ότι κατά τη διαδικασία της μεταγραφής (παραγωγή RNA), οι δύο κλώνοι του μορίου του DNA διαχωρίζονται. σε ορισμένα σημεία, και οι βάσεις των νουκλεοτιδίων RNA ζευγαρώνουν με τα συμπληρώματά τους που υπάρχουν στην αλυσίδα του DNA. Τα νουκλεοτίδια ενώνονται μεταξύ τους, προκαλώντας τη σύνθεση του μορίου RNA, το οποίο αποσπάται από το μόριο του DNA. Ο σύνδεσμος μεταξύ των δύο κλώνων του DNA αποκαθίσταται στη συνέχεια.

• Βίντεο μάθημα για τη μεταγραφή RNA

Λυμένες ασκήσεις για νουκλεοτίδια

ερώτηση 1

Το ζευγάρωμα βάσεων DNA συμβαίνει μόνο μεταξύ συμβατών βάσεων. Όταν γνωρίζουμε την αλληλουχία των βάσεων μιας αλυσίδας, μπορούμε να αναγνωρίσουμε ποια ακολουθία βάσεων υπάρχει στην άλλη. Επομένως, εάν μια αλυσίδα έχει την ακολουθία AGCT, η συμπληρωματική αλυσίδα έχει την ακολουθία:

Α) TCGA

Β) AAGC

Γ) AGCT

Δ) TUGA

Ε) UCGT

Ανάλυση:

Εναλλακτική Α

Η αδενίνη ζευγαρώνει μόνο με τη θυμίνη και η γουανίνη μόνο με την κυτοσίνη.

Ερώτηση 2

(Unicentro) Σύμφωνα με το μοντέλο DNA που πρότειναν οι James Watson και Francis Crick, το μόριο σχηματίζεται από δύο μακριές αλυσίδες διατεταγμένες με τη μορφή διπλής έλικας. Μια δεδομένη αλυσίδα έχει μια αλληλουχία νουκλεοτιδίων που σχηματίζεται από μια φωσφορική ομάδα, μια δεοξυριβόζη και μια αζωτούχα βάση που μπορεί να είναι τεσσάρων τύπων:

Α) Αδενίνη (Α), ουρακίλη (U), κυτοσίνη (C) και γουανίνη (G).

Β) Αδενίνη (Α), ουρακίλη (U), φαινυλαλανίνη (FA) και θυμίνη (Τ).

Γ) Αδενίνη (Α), αλανίνη (Al), κυτοσίνη (C) και θυμίνη (Τ).

Δ) Γουανίνη (G), ουρακίλη (U), κυτοσίνη (C) και θυμίνη (Τ).

Ε) Αδενίνη (Α), θυμίνη (Τ), κυτοσίνη (C) και γουανίνη (G).

Ανάλυση:

Εναλλακτική Ε

Η ουρακίλη είναι μια αζωτούχα βάση που υπάρχει μόνο στο RNA. Η αλανίνη και η φαινυλαλανίνη είναι αμινοξέα. Έτσι, η εναλλακτική που αντιπροσωπεύει τις αζωτούχες βάσεις που υπάρχουν στο DNA είναι το γράμμα Ε.