נוקלאוטיד היא תת-היחידה שיוצרת DNA ו-RNA, חומצות גרעין הקשורות לתורשה ושליטה בפעילות של תאים. נוקלאוטיד מורכב מקבוצת פוספט, בסיס חנקני ופנטוז. DNA ו-RNA נבדלים זה מזה לגבי הפנטוז שיש להם וגם לגבי הבסיסים החנקניים.
קראו גם: גנים - מה שלך? חֲשִׁיבוּת לאקביעת המאפיינים של יצורים חיים?
סיכום נוקלאוטידים
- נוקלאוטיד הוא תת-היחידה שיוצרת חומצות גרעין.
- ישנם שני סוגים של חומצות גרעין: DNA ו-RNA.
- נוקלאוטיד מורכב מקבוצת פוספט, בסיס חנקני ופנטוז.
- DNA ו-RNA שונים מבחינת הסוכר הקיים במבנה שלהם וגם מבחינת הבסיס החנקני.
- הפנטוז של ה-DNA הוא דאוקסיריבוז, בעוד שהפנטוז של ה-RNA הוא ריבוז.
- אדנין, גואנין וציטוזין נצפים גם ב-DNA וגם ב-RNA.
- תימין נצפה רק ב-DNA.
- Uracil נצפה רק ב-RNA.
שיעור וידאו נוקלאוטיד
הרכב נוקלאוטידים
חומצות גרעין נוצרות על ידי חיבור מולקולות קטנות יותר הנקראות נוקלאוטידים. נוקלאוטידים מורכבים בדרך כלל משלושה חלקים:
- סוכר בן חמישה פחמנים (פנטוז): הפנטוזים המצויים בחומצות גרעין הם ריבוז (C5ח10ה5) ודאוקסיריבוז (C5ח10ה4).
- בסיס חנקני: בסיסי חנקן יכולים להיות משני סוגים: פירמידינים ופורינים. לפירימידין יש טבעת של שש אטומים, ואילו לפורינים יש טבעת בת שישה אטומים שהתמזגה לטבעת של חמישה אטומים. הפורינים הם: אדנין (A) וגואנין (G). הפירמידינים הם: ציטוזין (C), תימין (T) ואורציל (U)
- קבוצת פוספטים: קבוצת הפוספט מקורה ב- חוּמצָה זַרחָנִי.
נוקלאוטידים מחוברים יחד ליצירת פולינוקלאוטידים. נוקלאוטידים סמוכים יוצרים קשר בין קבוצת הפוספטים של נוקלאוטיד אחד לקבוצת הפנטוז של הנוקלאוטיד הבא. קשר זה אחראי ליצירת עמוד השדרה של סוכר-פוספט.
גישה גם: כרומוזומים - מבנים המורכבים מ-DNA וחלבונים
DNA ו-RNA: חומצות גרעין עשויות מנוקלאוטיד
DNA (חומצה דאוקסיריבונוקלאית) ו-RNA (חומצה ריבונוקלאית) הם שני סוגים של חומצות גרעין קשורים לשליטה בפעילות הסלולרית ובתורשה, כלומר, עם העברת מאפיינים של יצורים חיים בין הדורות. DNA ו-RNA שונים מבחינת הסוכר הקיים במבנה שלהם וגם מבחינת הבסיס החנקני.
לגבי סוכר:
- ב-DNA, יש את הסוכר הנקרא דאוקסיריבוז (ומכאן השם חומצה דאוקסיריבונוקלאית);
- ב-RNA, הסוכר הוא ריבוז (ומכאן השם חומצה ריבונוקלאית).
ההבדל בין שני סוגי הסוכר הללו הוא שלדאוקסיריבוז יש אטום חמצן אחד פחות מחובר לאטום הפחמן השני של הטבעת.
לגבי בסיסים חנקן:
- ב-DNA, ישנם רק נוקלאוטידים בעלי הבסיסים אדנין, גואנין, ציטוזין ותימין.
- ב-RNA, יש רק נוקלאוטידים שיש להם את הבסיסים אדנין, גואנין, ציטוזין ואורציל.
לכן אנו יכולים להסיק שאדנין, גואנין וציטוזין נצפים ב-DNA וגם ב-RNA, בעוד תימין נמצא רק ב-DNA, ואורציל רק ב-RNA.
מבנה DNA
למולקולות ה-DNA יש שני פולינוקלאוטידים המפותלים יחד, ויוצרים את המבנה המכונה הליקס כפול. החלק החיצוני של הסליל נוצר על ידי עמודי השדרה של הסוכר-פוספט, בעוד שהבסיסים החנקניים מזווגים בתוך הסליל. שני הפולינוקלאוטידים מחוברים על ידי קשרים שנוצרו בין זוגות הבסיסים.
האיחוד בין זוגות הבסיסים אינו מתרחש באופן אקראי, ולכן זיווג נצפה רק עם בסיסים תואמים. אדנין הקיים בשרשרת אחת, למשל, מזדווג רק עם תימין בשרשרת אחרת. גואנין, לעומת זאת, מזדווג רק עם ציטוזין. זה אומר שאם נקרא את רצף הבסיסים של שרשרת אחת, נדע מיד אילו בסיסים יוצרים את השרשרת השנייה. למידע נוסף, בקר ב: DNA.
מבנה RNA
המולקולות של RNA, בניגוד למולקולות DNA, אינן נמצאות בסליל כפול. RNA מופיע ב שרשרת בודדתזיווג בסיסי יכול להתרחש ב-RNA, מה שמוביל ליצירת מבנים תלת מימדיים. ל-Transfer RNA, למשל, יש צורה הדומה ל-L, ונצפה זיווג באזורים מסוימים. ב-RNA, ה אדנין זוגות עם אורציל, כיוון שאין תימין.
ראוי לציין שבמהלך תהליך התעתיק (ייצור RNA), שני הגדילים של מולקולת ה-DNA נפרדים. בנקודות מסוימות, והבסיסים של נוקלאוטידים RNA מזדווגים עם המשלים שלהם הנמצאים בשרשרת של DNA. הנוקלאוטידים מתחברים זה לזה, וגורמים לסינתזה של מולקולת ה-RNA, המנותקת ממולקולת ה-DNA. לאחר מכן נוצר מחדש הקשר בין שני גדילי ה-DNA.
שיעור וידאו על תמלול RNA
פתרו תרגילים על נוקלאוטיד
שאלה 1
זיווג בסיסי DNA מתרחש רק בין בסיסים תואמים. כאשר אנו יודעים את רצף הבסיסים של שרשרת אחת, אנו יכולים לזהות איזה רצף של בסיסים קיים בשרשרת השנייה. לכן, אם לשרשרת יש את הרצף AGCT, לשרשרת המשלימה יש את הרצף:
א) TCGA
ב) AAGC
ג) AGCT
ד) TUGA
ה) UCGT
פתרון הבעיה:
חלופה א'
אדנין מזדווג רק עם תימין, וגואנין מזדווג רק עם ציטוזין.
שאלה 2
(Unicentro) לפי מודל ה-DNA שהציעו ג'יימס ווטסון ופרנסיס קריק, המולקולה נוצרת משתי שרשראות ארוכות המסודרות בצורה של סליל כפול. לשרשרת נתונה יש רצף של נוקלאוטידים שנוצרו על ידי קבוצת פוספט, דהאוקסיריבוז ובסיס חנקני שיכול להיות מארבעה סוגים:
א) אדנין (A), אורציל (U), ציטוזין (C) וגואנין (G).
ב) אדנין (A), אורציל (U), פנילאלנין (FA) ותימין (T).
ג) אדנין (A), אלנין (אל), ציטוזין (C) ותימין (T).
ד) גואנין (G), אורציל (U), ציטוזין (C) ותימין (T).
ה) אדנין (A), תימין (T), ציטוזין (C) וגואנין (G).
פתרון הבעיה:
חלופה E
Uracil הוא בסיס חנקני הקיים רק ב-RNA. אלנין ופנילאלנין הן חומצות אמינו. לפיכך, האלטרנטיבה המייצגת בסיסים חנקניים הקיימים ב-DNA היא האות E.
