U ljudskom tijelu je veliki broj organskih jedinjenja, bez kojih je nemoguće zamisliti stabilan protok metaboličke procese koji podržavaju vitalnu aktivnost svih. Jedna od tih supstanci su nukleotidi - to su fosforni estri nukleozida, koji igraju ključnu ulogu u prijenosu informacijskih podataka, kao i hemijske reakcije uz oslobađanje unutarćelijske energije.

Kao samostalne organske jedinice formiraju sastav punjenja svih nukleinskih kiselina i većine koenzima. Razmotrimo detaljnije šta su nukleozidni fosfati i kakvu ulogu imaju u ljudskom tijelu.

Od čega se sastoji nukleotid. Smatra se izuzetno složenim esterom koji pripada grupi fosfornih kiselina i nukleozida, koji u svojim biohemijska svojstva su N-glikozidi i sadrže heterociklične fragmente povezane s molekulima glukoze i atomom dušika.

U prirodi su DNK nukleotidi najčešći.

Osim toga, razlikuju se i organske tvari slične karakteristike strukture: ribonukleotidi, kao i deoksiribonukleotidi. Svi su oni, bez izuzetka, monomerni molekuli složene strukture. biološke supstance tip polimera.

Oni čine RNK i DNK svih živih bića, počevši od najjednostavnijih mikroorganizama i virusne infekcije završavajući ljudskim tijelom.

Ostatak molekularne strukture fosfora među nukleozidnim fosfatima formira estarsku vezu sa dvije, tri, au nekim slučajevima i odmah sa pet hidroksilnih grupa. Gotovo bez izuzetka, nukleotidi su među esencijalnim supstancama koje su nastale iz ostataka ortofosforne kiseline, pa su njihove veze stabilne i ne raspadaju pod utjecajem štetnih faktora unutrašnje i vanjske sredine.

Bilješka! Struktura nukleotida je uvijek složena i bazirana je na monoesterima. Redoslijed nukleotida može se promijeniti pod utjecajem faktora stresa.

Biološka uloga

Uticaj nukleotida na tok svih procesa u tijelu živih bića proučavaju naučnici koji proučavaju molekularnu strukturu unutarćelijskog prostora.

Na osnovu laboratorijskih nalaza dobijenih kao rezultat dugogodišnjeg rada naučnika iz cijelog svijeta, izdvaja se sljedeća uloga nukleozidnih fosfata:

• univerzalni izvor vitalna energija, zbog čega se stanice hrane i, shodno tome, normalno funkcioniranje tkiva koja se formiraju unutrašnje organe, biološke tečnosti, epitelni omotač, vaskularni sistem;
• su transporteri monomera glukoze u ćelijama bilo koje vrste (ovo je jedan od oblika metabolizma ugljikohidrata, kada se šećer konzumira, pod uticajem digestivni enzimi pretvara se u glukozu, koja se prenosi u svaki kut tijela zajedno s nukleozidnim fosfatima);
• obavljaju funkciju koenzima (vitaminsko-mineralni spojevi koji pomažu u opskrbi stanicama hranjivim tvarima);
• složeni i ciklični mononukleotidi su biološki provodnici hormona koji se šire zajedno s protokom krvi, a također pojačavaju učinak neuronskih impulsa;
• alosterski regulišu aktivnost probavnih enzima koje proizvode tkiva gušterače.

Nukleotidi su dio nukleinskih kiselina. Povezani su sa tri i pet veza tipa fosfodiestera. Genetičari i naučnici koji su svoje živote posvetili molekularnoj biologiji nastavljaju laboratorijska istraživanja nukleozidnih fosfata, pa iz godine u godinu svijet sazna sve zanimljivije stvari o svojstvima nukleotida.

Redoslijed nukleotida je svojevrsna genetska ravnoteža i ravnoteža rasporeda aminokiselina u strukturi DNK, osebujan red smještanja esterskih ostataka u sastavu nukleinskih kiselina.

Određuje se tradicionalnom metodom sekvenciranja biološkog materijala odabranog za analizu.

T, timin;

A - adenin;

G, gvanin;

C, citozin;

R – GA adenin u kompleksu sa gvaninskim i purinskim bazama;

Y, TC jedinjenja pirimidina;

K, GT nukleotidi koji sadrže keto grupu;

M - AC uključen u amino grupu;

S - GC snažan, karakteriziran sa tri vodikova jedinjenja;

W - AT su nestabilne, koje formiraju samo dvije vodonične veze.

Slijed nukleotida se može mijenjati i oznake sa latiničnim slovima neophodno u slučajevima kada je redoslijed esencijalnih spojeva nepoznat, beznačajan ili su rezultati primarnih studija već dostupni.

Najveći broj varijanti i kombinacija nukleozid fosfata karakterističan je za DNK. Simboli A, C, G, U dovoljni su za pisanje bitnih jedinjenja RNK.Posljednja slovna oznaka je supstanca uridin, koja se nalazi samo u RNK. Simbolički niz se uvijek piše bez razmaka.

Korisni video: nukleinske kiseline (DNK i RNA)

Koliko nukleotida ima u DNK

Da bi se što detaljnije razumjelo o čemu se radi, treba imati jasno razumijevanje same DNK. Ovo zaseban pogled molekule koji imaju izdužen oblik i sastoje se od strukturnih elemenata, odnosno nukleozidnih fosfata. Koliko nukleotida ima u DNK? Postoje 4 vrste esencijalnih jedinjenja ove vrste koja su dio DNK. To su adenin, timin, citozin i gvanin. Svi oni čine jedan lanac iz kojeg se formira molekularna struktura DNK.

Strukturu DNK prvi su dešifrovali davne 1953. godine američki naučnici Francis Crick i James Watson. Jedan molekul deoksiribonukleinske kiseline sadrži dva lanca nukleozidnih fosfata. Postavljeni su tako da izgledaju kao spirala koja se okreće oko svoje ose.

Bilješka! Broj nukleotida u DNK je nepromijenjen i ograničen na samo četiri tipa - ovo otkriće približilo je čovječanstvo dešifriranju kompletnog genetski kod osoba.

U ovom slučaju, struktura molekula ima jednu važna karakteristika. Svi nukleotidni lanci imaju svojstvo komplementarnosti. To znači da se samo esencijalna jedinjenja određene vrste postavljaju jedno naspram drugog. Poznato je da se adenin uvijek nalazi nasuprot timinu. Nijedna druga supstanca osim guanina ne može se naći nasuprot citozinu. Takvi nukleotidni parovi čine princip komplementarnosti i neodvojivi su.

Težina i dužina

Uz pomoć složenih matematičkih proračuna i laboratorijska istraživanja, naučnici su uspjeli ustanoviti tačna fizička i biološka svojstva esencijalnih jedinjenja koja formiraju molekularnu strukturu deoksiribonukleinske kiseline.

Poznato je da je dužina jednog intracelularnog ostatka, koji se sastoji od aminokiselina u jednom polipeptidnom lancu, 3,5 angstroma. Prosječna masa jednog molekularnog ostatka je 110 amu.

Osim toga, izolirani su i monomeri nukleotidnog tipa, koji se ne formiraju samo od aminokiselina, već imaju i eterske komponente. To su DNK i RNK monomeri. Njihova linearna dužina mjeri se direktno unutar nukleinske kiseline i iznosi najmanje 3,4 angstroma. Molekularna težina jednog nukleozid fosfata je u rasponu od 345 amu. Ovo su početni podaci koji se koriste u praksi laboratorijski rad posvećen eksperimentima, genetskim istraživanjima i drugim naučnim aktivnostima.

Medicinske oznake

Genetika se kao nauka razvila još u periodu kada nije bilo proučavanja strukture DNK ljudi i drugih živih bića na molekularnom nivou. Stoga su u periodu premolekularne genetike nukleotidne veze označavane kao najmanji element u strukturi molekula DNK. I ranije i sada, esencijalne supstance ove vrste bile su podložne. Može biti spontano ili inducirano, stoga se izraz „recon“ također koristi za označavanje nukleozidnih fosfata oštećene strukture.

Da bi se definisao koncept početka moguće mutacije u dušičnim spojevima nukleotidnih veza, koristi se izraz "muton". Ove oznake su traženije u laboratorijskom radu s biološkim materijalom. Koriste ih i genetičari koji proučavaju strukturu molekula DNK, načine na koje se prenose nasljedne informacije, kako se šifriraju i moguće kombinacije gena koje su rezultat fuzije genetskog potencijala dva seksualna partnera.

Korisni video: nukleotidna struktura

Zaključak

Na osnovu prethodno navedenog, možemo zaključiti da su nukleozid fosfati važan dio intracelularnog uređaja u ljudskom tijelu i svakom živom biću. Zbog esencijalnih supstanci ove vrste, večina ne samo genetske informacije od roditelja do potomstva, već se i metabolički procesi odvijaju u tkivima svih vitalnih organa.

Nukleinske kiseline su makromolekularna jedinjenja, čija se molekulska težina kreće od 25 hiljada do 1 milion ili više.

Polimerni lanci nukleinskih kiselina građeni su od monomernih jedinica - nukleotida, zbog čega se nukleinske kiseline nazivaju polinukleotidi.

Tipično, "nedjeljiva" monomerna jedinica (na primjer, aminokiselinski ostatak u proteinima) u nukleotidima je trokomponentna formacija, uključujući heterocikličku bazu, ostatak ugljikohidrata i fosfatnu grupu.

Ugljikohidratne komponente su pentoze - D-riboza i 2-deoksi-e-riboza. Ovisno o tome, nukleinske kiseline se dijele na ribonukleinska(RNA) koja sadrži ribozu, i deoksiribonukleinska(DNK) koja sadrži deoksiribozu.

DNK se nalazi uglavnom u jezgrima ćelija, RNK se nalazi uglavnom u ribosomima, kao iu protoplazmi ćelija. RNK je direktno uključena u sintezu proteina.

14.1. Nukleotidi

14.1.1. Nukleozidi

U hemiji nukleinskih kiselina, heterociklična jedinjenja pirimidinskog i purinskog niza uključena u njihov sastav obično se nazivaju nukleinske baze.

Nukleinske baze kao supstituenti u heterociklu mogu sadržavati:

Ili okso grupa, kao u uracil i timin;

Ili amino grupa, kao u adeninu;

Ili obje ove grupe u isto vrijeme, kao u citozinu i gvaninu.

Baze koje sadrže kiseonik su predstavljene laktamskim tautomernim oblicima u kojima se ne utiče na aromatičnost (videti 13.4). Za sve osnove usvojene su skraćene troslovne oznake koje se sastoje od prvih slova njihovih latinskih imena.

Nukleinske kiseline se razlikuju po heterocikličnim bazama: uracil je uključen samo u RNK, a timin je

u DNK:

Nukleinske baze formiraju vezu na račun jednog od atoma dušika s anomernim centrom pentoze (D-riboza ili 2-deoksi-D-riboza). Ova vrsta veze je analogna normalnoj glikozidnoj vezi i poznata je kao N-glikozidna veza, a sami glikozidi - kao N-glikozidi. U hemiji nukleinskih kiselina nazivaju se nukleozidi.

Sastav prirodnih nukleozida uključuje pentoze u obliku furanoze (atomi ugljika u njima su numerisani brojem sa crtom). Glikozidna veza se izvodi sa N-1 atomom dušika pirimidinske i N-9 purinske baze.

Prirodni nukleozidi su uvijekβ-anomeri.

Ovisno o prirodi ostataka ugljikohidrata, postoje ribonukleozidi I deoksiribonukleozidi. Za nukleozide, uobičajena imena izvedena iz trivijalnog naziva odgovarajuće nukleinske baze sa sufiksima -idine u pirimidinima i -osin u purinskim nukleozidima.

Izuzetak je naziv "timidin" (a ne deoksitimidin), koji se koristi za timin deoksiribozid, koji je dio DNK. U rijetkim slučajevima kada se timin pojavljuje u RNK, odgovarajući nukleozid se naziva ribotimidin.

Nukleozidni simboli od tri slova razlikuju se od osnovnih simbola po posljednjem slovu. Jednoslovni simboli se koriste samo za ostatke (radikale) nukleozida u složenijim strukturama.

Nukleozidi su otporni na hidrolizu u slabo alkalnoj sredini, ali se hidroliziraju u kiseloj. Purinski nukleozidi se lako hidroliziraju, dok se pirimidinski teže hidroliziraju.

Kao lijekovi u onkologiji koriste se sintetski derivati ​​pirimidinskog i purinskog niza, koji su po strukturi slični prirodnim metabolitima (u ovom slučaju nukleinskim bazama), ali im nisu potpuno identični, odnosno antimetaboliti. Na primjer, 5-fluorouracil govori

kao antagonist uracila i timina, 6-merkaptopurin- adenin. Natječući se s metabolitima, ometaju sintezu nukleinskih kiselina u tijelu u različitim fazama.

14.1.2. Nukleotidi

Nukleotidi se nazivaju nukleozid fosfati. Fosforna kiselina obično esterifikuje alkoholni hidroksil na C-5" ili C-3" u ostatku riboze (ribonukleotid) ili deoksiriboze (deoksiribonukleotid).

Na primjeru adenozin fosfata prikazan je opći princip strukture nukleotida. Za povezivanje triju komponenti u molekulu nukleotida koriste se estarske i N-glikozidne veze.

Nukleotidi se mogu smatrati, s jedne strane, nukleozidnim esterima (fosfatima), as druge strane kiselinama (zbog prisustva ostatka fosforne kiseline).

Zbog ostatka fosfata, nukleotidi pokazuju svojstva dvobazne kiseline i u fiziološkim uslovima na pH ~ 7 su u potpuno jonizovanom stanju.

Za nukleotide se koriste dva tipa imena (tabela 14.1). Jedan uključuje naziv nukleozida, koji ukazuje na položaj fosfatnog ostatka u njemu, na primjer, adenozin-3'-fosfat, uridin-5'-fosfat; drugi je izgrađen uz dodatak kombinacije -ilna kiselina na naziv ostatka pirimidinske baze, npr. 5'-uridilne kiseline, ili purinske baze, npr. 3'-adenilne kiseline.

Koristeći šifru od jednog slova koja je prihvaćena za nukleozide, 5 "-fosfata je napisano sa dodatkom latiničnog slova "r" prije nukleozidni simbol, 3"-fosfati - poslije nukleozidni simbol. Adenozin-5"-fosfat je označen kao pA, adenozin-3"-fosfat - Ap, itd. Ove skraćenice se koriste za snimanje sekvence nukleotidnih ostataka u nukleinskim kiselinama. Što se tiče slobodnih nukleotida u biohemijskoj literaturi,

turneja široko koristi njihova imena kao monofosfati sa odrazom ove karakteristike u skraćenom kodu, na primjer, AMP (ili AMP) za adenozin-5"-fosfat, itd. (vidi tabelu 14.1).

Tabela 14.1.Najvažniji nukleotidi koji čine nukleinske kiseline

Ciklofosfati.To uključuje nukleotide u kojima jedan molekul fosforne kiseline istovremeno esterificira dvije hidroksilne grupe ostatka ugljikohidrata. Gotovo sve ćelije sadrže dva nukleozida ciklofosfata - adenozin-3",5"-ciklofosfat (cAMP) i guanozin-3",5"-ciklofosfat (cGMP).

14.2. Struktura nukleinskih kiselina

14.2.1. Primarna struktura

U polinukleotidnim lancima, nukleotidne jedinice su povezane preko fosfatne grupe. Fosfatna grupa formira dve estarske veze: sa C-3 "prethodne i C-5" sledećih nukleotidnih jedinica (slika 14.1). Okosnicu lanca čine naizmjenični ostaci pentoze i fosfata, a heterocikličke baze su "privjesne" grupe vezane za ostatke pentoze. Nukleotid sa slobodnom 5"-OH grupom naziva se 5"-terminal, a nukleotid sa slobodnom 3"-OH grupom naziva se 3"-terminal.

Slika 14.2 prikazuje strukturu proizvoljnog dijela lanca DNK, koji uključuje četiri nukleinske baze. Lako je zamisliti koliko se kombinacija može dobiti mijenjanjem sekvence od četiri nukleotidna ostatka. Princip izgradnje lanca RNK je isti kao i kod DNK, sa dva izuzetka: D-riboza služi kao pentozni ostatak u RNK, a ne timin, već se u setu heterocikličkih baza koristi uracil.

Primarna struktura nukleinskih kiselina određena je nizom nukleotidnih jedinica povezanih kovalentnim vezama u kontinuirani polinukleotidni lanac.

Za praktičnost pisanja primarne strukture, postoji nekoliko načina skraćenica. Jedan je korištenje prethodno navedenih skraćenih naziva za nukleozide. Na primjer, prikazano na sl. 14.2 Fragment DNK lanca se može napisati

Rice. 14.1.Opšti princip strukture polinukleotidnog lanca

Rice. 14.2.Primarna struktura segmenta lanca DNK

kao d(ApCpGpTp...) ili d(A-C-G-T...). Često se slovo d izostavlja ako je očigledno da je riječ o DNK.

Važna karakteristika nukleinskih kiselina je nukleotidni sastav, odnosno skup i kvantitativni odnos nukleotidnih komponenti. Sastav nukleotida utvrđuje se, po pravilu, proučavanjem produkata hidrolitičkog cijepanja nukleinskih kiselina.

DNK i RNK se razlikuju po ponašanju u uslovima alkalne i kisele hidrolize. DNK je otporna na hidrolizu u alkalnoj sredini. RNK se lako hidroliziraju pod blagim uvjetima u alkalnom mediju do nukleotida, koji su, zauzvrat, sposobni odcijepiti ostatak fosforne kiseline u alkalnom mediju kako bi formirali nukleozide. Nukleozidi se u kiseloj sredini hidroliziraju u heterociklične baze i ugljikohidrate.

14.2.2. Sekundarna struktura DNK

Pod sekundarnom strukturom podrazumijevamo prostornu organizaciju polinukleotidnog lanca. Prema Watson-Crick modelu, molekula DNK se sastoji od dva polinukleotidna lanca, desno oko zajedničke ose da formiraju dvostruku spiralu. Purinske i pirimidinske baze su usmjerene unutar heliksa. Vodikove veze nastaju između purinske baze jednog lanca i pirimidinske baze drugog lanca. Ovi razlozi su komplementarni parovi.

Vodikove veze nastaju između amino grupe jedne baze i karbonilne grupe druge -NH...O=C-, kao i između amidnih i iminskih atoma dušika -NH...N- Na primjer, kao što je prikazano u nastavku, formiraju se dvije vodikove veze između adenina i timina, a ove baze čine komplementarni par, tj. adenin u jednom lancu odgovaraće timinu u ostalim lancima. Drugi par komplementarnih baza su gvanin i citozin, između kojih se javljaju tri vodikove veze.

Vodikove veze između komplementarnih baza jedna su od vrsta interakcija koje stabiliziraju dvostruku spiralu. Dva lanca DNK koja formiraju dvostruku spiralu nisu identična, već se međusobno nadopunjuju. To znači da primarna struktura, tj. nukleotidna sekvenca, jednog lanca određuje primarnu strukturu drugog lanca (slika 14.3).

Rice. 14.3.Komplementarnost polinukleotidnih lanaca u dvostrukoj spirali

DNK

14.3. Nukleotidni koenzimi

Nukleotidi imaju veliki značaj ne samo kako građevinski materijal za nukleinske kiseline. Oni su uključeni u biohemijske procese i posebno su važni u svojoj ulozi koenzimi tj. tvari koje su blisko povezane s enzimima i neophodne za njihovo ispoljavanje enzimske aktivnosti.

14.3.1. Nukleozidni polifosfati

Sva tkiva u tijelu sadrže mono-, di- i trifosfate nukleozida. Posebno su poznati nukleotidi koji sadrže adenin - adenozin-5'-fosfat (AMP), adenozin-5'-difosfat (ADP)

i adenozin-5'-trifosfat (ATP) (za ova jedinjenja, uz skraćenice date latiničnim slovima, ruska literatura koristi skraćenice odgovarajućih ruskih naziva - AMP, ADP, ATP).

Nukleotidi fosforilisani u različitim stepenima, sposobne su za međukonverzije kroz stvaranje ili eliminaciju fosfatnih grupa. Difosfatna grupa sadrži jednu, a trifosfatna grupa sadrži dvije anhidridne veze, tzv. makroergijski, jer imaju mnogo energije. Troškovi energije neophodni za stvaranje takve veze nadoknađuju se energijom koja se oslobađa u procesu metabolizma ugljikohidrata. Kada se makroergijska P~O veza pocepa (označena talasastom linijom), oslobađa se ~32 kJ/mol. S tim u vezi je i najvažnija uloga ATP-a kao „dobavljača“ energije u svim živim ćelijama.

U međukonverzijama AMP, ADP i ATP prikazanim u nastavku, formule ovih jedinjenja odgovaraju njihovom nejonizovanom stanju. U fiziološkim uslovima pri pH ~ 7, fosfatne grupe su skoro potpuno jonizovane, pa se u biohemijskoj literaturi ovi i svi drugi nukleotidi pišu kao anjoni.

Nukleozidni polifosfati u biohemijskim procesima. Uz učešće ATP-a i ADP-a u organizmu, odvija se najvažniji biohemijski proces - transfer fosfatnih grupa. Na primjer, formiranje estera (fosfata) je tipična reakcija u metabolizmu ugljikohidrata. Sve faze glikolize (pretvaranje glukoze u piruvat) provode se samo u obliku fosfata. Priprema fosfata jedinjenja koja sadrže hidroksil može se predstaviti kao opšta šema.

Dakle, galaktoza, koja nastaje prilikom razgradnje laktoze, u početnoj fazi metaboličke konverzije u glukozu, stupa u interakciju sa ATP-om i formira monofosfat.

14.3.2. Nikotinamidni nukleotidi

Najznačajniji predstavnici ove grupe jedinjenja su nikotinamid adenin dinukleotid(NAD, ili NAD u ruskoj literaturi) i njegov fosfat (NADP, ili NADP). Ova jedinjenja igraju važnu ulogu kao koenzimi u implementaciji mnogih

redoks reakcije. Shodno tome, mogu postojati i u oksidiranom (NAD+, NADP+) i redukovanom (NADH, NADPH) obliku.

Strukturni fragment NAD + i NADP + je nikotinamidni ostatak u obliku piridinijevog kationa. U sastavu NADH i NADPH, ovaj fragment se pretvara u 1,4-dihidropiridin ostatak.

Prilikom biološke dehidrogenacije supstrat gubi dva atoma vodika, odnosno dva protona i dva elektrona (2H+, 2e) ili proton i hidridni jon (H+ i H-). Koenzim NAD+ se obično smatra akceptorom hidridnog jona H - (iako nije konačno utvrđeno da li se prijenos atoma vodika na ovaj koenzim događa istovremeno s prijenosom elektrona ili se ti procesi odvijaju odvojeno).

Kao rezultat redukcije dodavanjem hidridnog jona NAD+, piridinijev prsten se pretvara u 1,4-dihidropiridin fragment. Ovaj proces je reverzibilan.

U reakciji oksidacije, aromatski piridinski prsten se pretvara u nearomatski 1,4-dihidropiridinski prsten. Zbog gubitka aromatičnosti, energija NADH se povećava u odnosu na NAD+. Na taj način NADH pohranjuje energiju, koja se zatim troši u drugim biohemijskim procesima koji zahtijevaju troškove energije.

Tipični primjeri biohemijskih reakcija koje uključuju NAD+ su oksidacija alkoholnih grupa u aldehidne grupe (na primjer, konverzija retinola u retinal, vidi 15.4), i uz učešće NADH, redukcija karbonilnih grupa u alkoholne grupe (konverzija pirogrožđana kiselina u mlečnu kiselinu, vidi 9.2. 3).

Predavanje br. 19
NUKLEOSIDI. NUKLEOTIDI. NUCLEIC ACIDS
Plan

1. Nukleinske baze.
2. Nukleozidi.
3. Nukleotidi.
4. Nukleotidni koenzimi.
5. Nukleinske kiseline.

Predavanje br. 19

NUKLEOSIDI. NUKLEOTIDI. NUCLEIC
ACID

Plan

1. Nukleinske baze.
2. Nukleozidi.
3. Nukleotidi.
4. Nukleotidni koenzimi.
5. Nukleinske kiseline.

Nukleinske kiseline su prisutne u
ćelije svih živih organizama biopolimeri koji obavljaju najvažnije funkcije
skladištenje i prenošenje genetskih informacija i učestvuju u mehanizmima njenog
implementacija u proces sinteze ćelijskih proteina.

Određivanje sastava nukleinskih kiselina njihovim sekvencijama
hidrolitičko cijepanje nam omogućava da razlikujemo sljedeće strukturne
Komponente.

Razmotrite strukturne komponente nukleinske kiseline
kiseline prema složenosti njihove strukture.

1. Nukleinske baze.

Heterociklične baze koje su dio
nukleinske kiseline ( nukleinske baze), je hidroksi- i
amino derivati ​​pirimidina i purina. Nukleinske kiseline sadrže tri
heterocikličke baze sa pirimidinskim prstenom ( pirimidin
osnove) i dva - sa purinskim ciklusom (purinske baze). Nukleinske baze
imaju trivijalna imena i odgovarajuće jednoslovne oznake.

U nukleinskim kiselinama, heterociklični
baze su u termodinamički stabilnom okso obliku.

Pored ovih grupa nukleinskih baza,
pozvao main, u nukleinskim kiselinama u malim količinama
upoznaj minor baze: 6-oksopurin (hipoksantin),
3-N-metiluracil, 1-N-metilgvanin, itd.

Nukleinske kiseline uključuju ostatke
monosaharidi - D-riboza i 2-deoksi-D-riboza. Oba monosaharida su prisutna u
nukleinske kiseline u b - furanozni oblik.

2. Nukleozidi.

Nukleozidi su N-glikozidi formirani od nukleinskih baza i riboze.
ili deoksiriboza.

Između anomernog atoma ugljika monosaharida i atoma dušika na poziciji 1
nastaje pirimidinski prsten ili atom dušika na poziciji 9 purinskog prstena b -glikozidne
veza.

Ovisno o prirodi monosaharidnog ostatka
nukleozidi se dijele na ribonukleozidi(sadrže ostatak riboze) i deoksiribonukleozidi(sadrže ostatak deoksiriboze). Naslovi
nukleozidi se grade na osnovu trivijalnih naziva nukleinskih baza,
dodavanje završetka –idin za derivate pirimidina i -osin Za
derivati ​​purina. Prefiks se dodaje nazivima deoksiribonukleozida deoksi-. Izuzetak je nukleozid koji formira timin i
deoksiriboza, kojoj je prefiks deoksi- nije dodano jer
timin samo u retkim slučajevima formira nukleozide sa ribozom.

koristi se za označavanje nukleozida.
jednoslovne oznake nukleinskih baza uključenih u njihov sastav. TO
za dezoksiribonukleozide (sa izuzetkom timidina) dodaje se slovo
"d".

Zajedno sa glavnim
nukleozidi u sastavu nukleinskih kiselina su manji nukleozidi,
koji sadrže modifikovane nukleinske baze (vidi gore).

U prirodi se takođe nalaze nukleozidi
slobodnom stanju, uglavnom u obliku nukleozidnih antibiotika, koji
pokazuju antitumorsko djelovanje. Antibiotski nukleozidi imaju nešto
razlike od konvencionalnih nukleozida u strukturi bilo ugljikohidratnog dijela ili
heterociklička baza, što im omogućava da djeluju kao
antimetabolita, što objašnjava njihovu antibiotsku aktivnost.

Poput N-glikozida, nukleozidi su otporni na
alkalije, ali se pod djelovanjem kiselina cijepaju sa stvaranjem slobodnih
monosaharida i nukleinske baze. Purinski nukleozidi se hidroliziraju
mnogo lakši od pirimidina.

3. Nukleotidi

Nukleotidi su estri nukleozida i fosfata
kiseline (nukleozid fosfati). Estersku vezu sa fosfornom kiselinom formira OH
grupa na poziciji 5/ ili
3 / monosaharida. U zavisnosti od
prirode monosaharidnog ostatka nukleotidi se dijele na ribonukleotidi(strukturni elementi RNK) i deoksiribonukleotidi(konstruktivni elementi
DNK). Imena nukleotida uključuju naziv nukleozida, nakon čega slijedi položaj u
ima ostatke fosforne kiseline. Skraćene oznake nukleozida sadrže
oznaka za ostatak nukleozida, mono-, di- ili trifosforne kiseline, za
3 / -derivati ​​su takođe naznačeni
položaj fosfatne grupe.

Nukleotidi su monomerne jedinice, od
koji su izgrađeni polimerni lanci nukleinskih kiselina. Neki nukleotidi
djeluju kao koenzimi i učestvuju u metabolizmu.

4. Nukleotid
koenzimi

Koenzimi su organska jedinjenja
neproteinske prirode, koji su neophodni za implementaciju katalitičkih
djelovanje enzima. Koenzimi pripadaju različitim klasama organskih
veze. Važna grupa koenzima su nukleozidnih polifosfata .

Adenozin fosfati - derivati
adenozin koji sadrži ostatke mono-, di- i trifosforne kiseline. Posebno mjesto
zauzimaju adenozin-5 / -mono-, di- i
trifosfati - AMP, ADP i ATP - makroergijski supstance koje imaju
velike rezerve slobodne energije u mobilnom obliku. ATP molekul sadrži
makroergijski P-O komunikacije, koji se lako cijepaju hidrolizom.
Slobodna energija oslobođena u ovom slučaju osigurava protok konjugovanog
ATP hidroliza termodinamički nepovoljnih anaboličkih procesa, npr.
biosinteza proteina.

Koenzim A. Molekul toga
koenzim se sastoji od tri strukturne komponente: pantotenske kiseline,
2-aminoetanetiol i ADP.

Koenzim A je uključen u procese
enzimska acilacija, aktivacija karboksilne kiseline okretanjem ih
u reaktivne estri tioli.

Nikotinamid adenin dinukleotidni koenzimi. Nikotinamid adenin dinukleotid (PREKO+)i njegov fosfat ( NADP + ) sadrže u svom sastavu piridinijev kation u obliku
fragment nikotinamida. Piridinijum kation kao deo ovih koenzima
sposoban za reverzibilno dodavanje hidridnog anjona kako bi se formirao reducirani oblik
koenzim - GOTOVO N.

Dakle, nikotinamid adenin dinukleotid
koenzimi su uključeni u redoks procese povezane sa
prijenos hidridnog aniona, na primjer, oksidacija alkoholnih grupa u aldehid
(konverzija retinola u retinal), reduktivna aminacija keto kiselina,
redukcija keto kiselina u hidroksi kiseline. Tokom ovih procesa, podloga
gubi (oksidacija) ili dodaje (redukcija) dva atoma vodika u obliku
H+ i H — . Koenzim služi kao akceptor
(IZNAD + ) ili donatora
(IZNAD . H) hidridni jon. Svi procesi od
učešće koenzima je stereoselektivno. Da, prilikom oporavka
pirogrožđane kiseline, nastaje samo L-mliječna kiselina.

5. Nukleinske kiseline.

Primarna struktura nukleinske kiseline je izgrađen linearni polimerni lanac
monomeri - nukleotidi koji su međusobno povezani
3 / -5 / -fosfodiestera
veze. Polinukleotidni lanac ima 5' kraj i 3' kraj. Na kraju 5' je
ostatak fosforne kiseline, a na 3'-kraju je slobodna hidroksilna grupa.
Nukleotidni lanac se obično piše počevši od 5'-kraja.

Ovisno o prirodi monosaharidnih ostataka
u nukleotidu se razlikuju deoksiribonukleinske kiseline (DNK) i ribonukleinske kiseline
kiseline (RNA). DNK i RNK se također razlikuju po prirodi svojih sastojaka.
nukleinske baze: uracil je samo dio RNK, timin je samo dio
DNK sastav.

sekundarna struktura DNK je kompleks dva polinukleotidna lanca uvijena udesno
oko zajedničke ose tako da su ugljikohidratno-fosfatni lanci izvana, i
nukleinske baze su usmjerene prema unutra ( Watson-Crick dvostruka spirala).
Korak heliksa je 3,4 nm, sa 10 parova baza po okretu. Polinukleotid
lanci su antiparalelni, one.
nasuprot 3' kraja jedne niti je 5' kraj druge niti. Dva lanca DNK
sastav je drugačiji, ali oni komplementarni. Ovo je izraženo u
činjenica da nasuprot adenina (A) u jednom lancu uvijek postoji timin (T) u drugom
lanac, a suprotno guanin (G) je uvijek citozin (C). Komplementarno
uparivanje A sa T i G sa C vrši se vodoničnim vezama. Između A i T
formiraju se dvije vodikove veze, između G i C - tri.

Komplementarnost lanaca DNK je
hemijska osnova najvažnije funkcije DNK - skladištenja i prenosa genetskih
informacije.

RNA tipovi. Postoje tri glavna
vrste stanične RNK: transferna RNA (tRNA), glasnička RNA (mRNA) i ribosomska
RNK (rRNA). Razlikuju se po lokaciji u ćeliji, sastavu i veličini,
kao i funkcije. RNK se obično sastoji od jednog polinukleotidnog lanca
koji se u prostoru razvija tako da njegovi pojedini dijelovi
postaju komplementarne jedna drugoj („drže se zajedno“) i formiraju kratke
dvostruki spiralni dijelovi molekula, dok ostali dijelovi ostaju
jednostruki.

Messenger RNA obavljaju funkciju matrice
sinteza proteina u ribosomima.

Ribosomalna RNA igraju ulogu strukturalnih
komponente ribosoma.

Transfer RNA učestvovati u
transport a -aminokiseline iz citoplazme do ribozoma iu translaciji informacija o nukleotidima
mRNA sekvence do aminokiselinskih sekvenci u proteinima.

Mehanizam prijenosa genetskih informacija. Genetske informacije kodirane u nukleotidnom nizu
DNK. Mehanizam za prenošenje ovih informacija uključuje tri glavna koraka.

prva faza - replikacija–kopija
majčinu DNK za formiranje dva ćerka DNK molekula, nukleotida
čija je sekvenca komplementarna sekvenci DNK majke i
je njime jedinstveno definisan. Replikacija se vrši sintezom novog
DNK molekule na majci, koja igra ulogu šablona. dvostruka spirala
majčina DNK se odmotava i na svakoj od dva lanca se sintetiše nova
(ćerki) lanac DNK, uzimajući u obzir princip komplementarnosti. Proces se provodi
uz pomoć enzima DNK polimeraze. Dakle, iz jednog majčinog DNK
formiraju se dvije podružnice, od kojih svaka sadrži po jedno
roditelj i jedan novosintetizovani polinukleotidni lanac.

druga faza - transkripcija- proces u
tokom kojeg se dio genetske informacije kopira iz DNK u obliku mRNA.
Messenger RNA se sintetiše u regionu despiralizovanog DNK lanca kao u šablonu
uz pomoć enzima RNA polimeraze. U polinukleotidnom lancu mRNA
ribonukleotidi koji nose siguran
nukleinske baze su raspoređene u nizu koji je određen
komplementarne interakcije sa nukleinskim bazama lanca DNK. Gde adenin baza u DNK će se poklapati uracil baza u RNK. Genetske informacije za sintezu proteina su kodirane u DNK sa
pomoć trojka kod. Kodirana je jedna aminokiselina
tri nukleotidne sekvence tzv kodon.
Dio DNK koji kodira jedan polipeptidni lanac naziva se genom.
Svaki kodon u DNK odgovara komplementarnom kodonu u mRNA. Općenito, molekul
mRNA je komplementarna specifičnom dijelu lanca DNK - genu.

Procesi replikacije i transkripcije odvijaju se u
ćelijsko jezgro. Sinteza proteina se odvija u ribosomima. Sintetizirana mRNA
migrira iz jezgra u citoplazmu do ribozoma, prenoseći genetske informacije na
mjesto sinteze proteina.

Treća faza - emitovanje- proces
implementacija genetske informacije koju nosi mRNA u obliku sekvence
nukleotida u redoslijed aminokiselina u sintetiziranom proteinu. a -Aminokiseline potrebne za
sinteza proteina se transportuju do ribozoma pomoću tRNA, sa kojom se
vezati acilacijom 3 / -OH grupe na kraju tRNA lanca.

tRNA ima granu antikodona koja sadrži
trinukleotid - antikodon, što odgovara
amino kiseline. Na ribosomu, tRNA se vežu na antikodonskim mjestima za
odgovarajući mRNA kodoni. Specifičnost spajanja kodona i antikodona
obezbjeđena njihovom komplementarnošću. Između blisko povezanih aminokiselina
formira se peptidna veza. Dakle, strogo definisano
sekvence aminokiselina koje čine proteine, kodirane u
geni.

Nukleinske kiseline. ATP

Nukleinske kiseline(od lat. nucleus - jezgro) - kiseline, prvi put otkrivene u proučavanju jezgara leukocita; otkriveni su 1868. od strane I.F. Miescher, švicarski biohemičar. biološki značaj nukleinske kiseline - skladištenje i prijenos nasljednih informacija; neophodni su za održavanje života i reprodukciju.

Nukleinske kiseline

DNK nukleotid i RNA nukleotid imaju sličnosti i razlike.

Struktura nukleotida DNK

Struktura nukleotida RNK

Molekul DNK je lanac dvostruke spirale.

Molekul RNK je jedan lanac nukleotida, sličan strukturi jednom lancu DNK. Samo umjesto deoksiriboze, RNK uključuje još jedan ugljikohidrat - ribozu (otuda i naziv), a umjesto timina - uracil.

Dva lanca DNK su međusobno povezana vodoničnim vezama. U ovom slučaju se uočava važan obrazac: nasuprot dušične baze adenina A u jednom lancu nalazi se dušična baza timin T u drugom lancu, a citozin C se uvijek nalazi nasuprot gvaninu G. Ovi parovi baza se nazivaju komplementarni parovi.

dakle, princip komplementarnosti(od lat. complementum - dodavanje) je da svaka dušična baza uključena u nukleotid odgovara drugoj dušičnoj bazi. Postoje striktno definisani parovi baza (A - T, G - C), ti parovi su specifični. Postoje tri vodonične veze između gvanina i citozina, a između adenina i timina, dvije vodikove veze se javljaju u nukleotidu DNK, au RNK dvije vodikove veze između adenina i uracila.

Vodikove veze između azotnih baza nukleotida

G ≡ C G ≡ C

Kao rezultat toga, u bilo kojem organizmu, broj adenil nukleotida jednak je broju timidila, a broj guanil nukleotida jednak je broju citidila. Zbog ovog svojstva, slijed nukleotida u jednom lancu određuje njihov slijed u drugom. Ova sposobnost selektivnog kombinovanja nukleotida naziva se komplementarnost, a ovo svojstvo leži u osnovi formiranja novih molekula DNK na osnovu originalnog molekula (replikacija, tj. udvostručenje).

Dakle, kvantitativni sadržaj azotnih baza u DNK podliježe određenim pravilima:

1) Zbir adenina i gvanina jednak je zbiru citozina i timina A + G = C + T.

2) Zbir adenina i citozina jednak je zbiru gvanina i timina A + C = G + T.

3) Količina adenina je jednaka količini timina, količina gvanina je jednaka količini citozina A = T; G = C.

Kada se uslovi promene, DNK, kao i proteini, može da prođe denaturaciju, što se naziva topljenjem.

DNK ima jedinstvena svojstva: sposobnost samo-udvostručavanja (replikacija, reduplikacija) i sposobnost samoizlječenja (popravka). replikacija osigurava tačnu reprodukciju u kćerkim molekulima informacija koje su zabilježene u matičnom molekulu. Ali ponekad se greške javljaju tokom procesa replikacije. Sposobnost molekula DNK da ispravi greške koje se javljaju u njegovim krugovima, odnosno da ih obnovi ispravan redosled nukleotidi se nazivaju reparacije.

Molekule DNK nalaze se uglavnom u jezgrima ćelija i u maloj količini u mitohondrijima i plastidima - hloroplastima. Molekuli DNK su nosioci nasljednih informacija.

Struktura, funkcije i lokalizacija u ćeliji. Postoje tri tipa RNK. Imena su povezana sa izvršenim funkcijama:

Uporedne karakteristike nukleinske kiseline

Adenozin fosforne kiseline - a denozin trifosforna kiselina (ATP), A denozin difosforna kiselina (ADP), A denozin monofosforna kiselina (AMP).

Citoplazma svake ćelije, kao i mitohondrije, hloroplasti i jezgra, sadrži adenozin trifosfat (ATP). On daje energiju za većinu reakcija koje se odvijaju u ćeliji. Uz pomoć ATP-a, stanica sintetizira nove molekule bjelančevina, ugljikohidrata, masti, vrši aktivan transport tvari, pobjeđuje bičeve i cilije.

ATP je po strukturi sličan adenin nukleotidu koji je dio RNK, samo što umjesto jedne fosforne kiseline, ATP sadrži tri ostatka fosforne kiseline.

Struktura ATP molekula:

Nestabilne hemijske veze koje povezuju molekule fosforne kiseline u ATP-u su veoma bogate energijom. Kada se te veze pokidaju, oslobađa se energija koju svaka ćelija koristi za osiguravanje vitalnih procesa:

ATP ADP + P + E

ADP AMP + F + E,

gdje je F fosforna kiselina H3PO4, E je oslobođena energija.

Hemijske veze bogate energijom u ATP-u između ostataka fosforne kiseline nazivaju se makroergijske veze. Cepanje jednog molekula fosforne kiseline je praćeno oslobađanjem energije - 40 kJ.

ATP se formira od ADP-a i neorganskog fosfata zbog energije koja se oslobađa tokom oksidacije organska materija i tokom fotosinteze. Ovaj proces se naziva fosforilacija.

U tom slučaju mora se potrošiti najmanje 40 kJ/mol energije, koja se akumulira u makroergijskim vezama. Shodno tome, glavni značaj procesa disanja i fotosinteze određen je činjenicom da oni opskrbljuju energijom za sintezu ATP-a, uz sudjelovanje koje se najveći dio posla obavlja u ćeliji.

ATP se izuzetno brzo ažurira. Kod ljudi se, na primjer, svaki ATP molekul razgrađuje i obnavlja 2.400 puta dnevno, tako da prosječno trajanježivot kraći od 1 min. Sinteza ATP-a se odvija uglavnom u mitohondrijima i hloroplastima (djelomično u citoplazmi). Ovdje formirani ATP šalje se u one dijelove ćelije gdje postoji potreba za energijom.

ATP igra važnu ulogu u bioenergiji ćelije: obavlja jednu od najvažnijih funkcija - uređaj za skladištenje energije, univerzalni je akumulator biološke energije.

Sav život na planeti sastoji se od mnogih ćelija koje održavaju urednost svoje organizacije zahvaljujući genetskim informacijama sadržanim u jezgru. Pohranjuju, implementiraju i prenose složena visokomolekularna jedinjenja - nukleinske kiseline, koje se sastoje od monomernih jedinica - nukleotida. Uloga nukleinskih kiselina ne može se precijeniti. Stabilnost njihove strukture određuje normalnu vitalnu aktivnost organizma, a svaka odstupanja u strukturi neminovno dovode do promjene stanične organizacije, aktivnosti fizioloških procesa i vitalnosti stanica u cjelini.

Pojam nukleotida i njegova svojstva

Svaka ili RNK sastavljena je od manjih monomernih spojeva - nukleotida. Drugim riječima, nukleotid je građevinski materijal za nukleinske kiseline, koenzime i mnoga druga biološka jedinjenja koja su bitna za ćeliju u toku njenog života.

Na glavna svojstva ovih esencijalne supstance može se pripisati:

Čuvanje informacija o i naslijeđenim osobinama;
. vršenje kontrole nad rastom i reprodukcijom;
. učešće u metabolizmu i mnogim drugim fiziološkim procesima koji se odvijaju u ćeliji.

Govoreći o nukleotidima, nemoguće je ne zadržati se na tome važno pitanje kao njihova struktura i sastav.

Svaki nukleotid se sastoji od:

ostatak šećera;
. azotna baza;
. fosfatnu grupu ili ostatak fosforne kiseline.

Možemo reći da je nukleotid kompleks organsko jedinjenje. U zavisnosti od sastava vrsta dušičnih baza i vrste pentoze u strukturi nukleotida, nukleinske kiseline se dijele na:

Deoksiribonukleinska kiselina, ili DNK;
. ribonukleinska kiselina ili RNK.

Sastav nukleinskih kiselina

U nukleinskim kiselinama, šećer je predstavljen pentozom. Ovo je šećer sa pet ugljenika, u DNK se zove deoksiriboza, u RNK se zove riboza. Svaki molekul pentoze ima pet atoma ugljika, od kojih četiri zajedno s atomom kisika formiraju petočlani prsten, a peti je uključen u HO-CH2 grupu.

Položaj svakog atoma ugljika u molekuli pentoze je označen arapski broj premazani (1C´, 2C´, 3C´, 4C´, 5C´). Budući da svi procesi čitanja iz molekula nukleinske kiseline imaju strogi smjer, numeriranje atoma ugljika i njihov raspored u prstenu služe kao svojevrsni indikator ispravnog smjera.

Na hidroksilnoj grupi, ostatak fosforne kiseline je vezan za treći i peti atom ugljika (3S´ i 5S´). Određuje hemijsku pripadnost DNK i RNK grupi kiselina.

Dušična baza je vezana za prvi atom ugljika (1C´) u molekulu šećera.

Vrsni sastav azotnih baza

DNK nukleotidi prema dušičnoj bazi predstavljeni su u četiri tipa:

Adenin (A);
. gvanin (G);
. citozin (C);
. timin (T).

Prva dva pripadaju klasi purina, posljednja dva su pirimidini. U smislu molekularne težine, purini su uvijek teži od pirimidina.

RNA nukleotidi po dušičnoj bazi su predstavljeni:

Adenin (A);
. gvanin (G);
. citozin (C);
. uracil (U).

Uracil, kao i timin, je pirimidinska baza.

U naučnoj literaturi se često može naći još jedna oznaka azotnih baza - latiničnim slovima (A, T, C, G, U).

Zaustavimo se detaljnije na hemijskoj strukturi purina i pirimidina.

Pirimidini, odnosno citozin, timin i uracil, u svom sastavu su predstavljeni sa dva atoma dušika i četiri atoma ugljika, tvoreći šesteročlani prsten. Svaki atom ima svoj broj od 1 do 6.

Purini (adenin i gvanin) se sastoje od pirimidina i imidazola ili dva heterocikla. Molekul baze purina predstavljen je sa četiri atoma dušika i pet atoma ugljika. Svaki atom je numerisan od 1 do 9.

Kao rezultat kombinacije dušične baze i pentoznog ostatka, nastaje nukleozid. Nukleotid je spoj nukleozida i fosfatne grupe.

Formiranje fosfodiestarskih veza

Važno je razumjeti pitanje kako su nukleotidi povezani u polipeptidni lanac i formiraju molekul nukleinske kiseline. To se događa zbog takozvanih fosfodiestarskih veza.

Interakcija dva nukleotida daje dinukleotid. Do stvaranja novog spoja dolazi kondenzacijom, kada se fosfodiesterska veza javlja između fosfatnog ostatka jednog monomera i hidroksi grupe pentoze drugog.

Sinteza polinukleotida je ponovljeno ponavljanje ove reakcije (nekoliko miliona puta). Polinukleotidni lanac se gradi formiranjem fosfodiestarskih veza između trećeg i petog ugljika šećera (3C' i 5C').

Sklapanje polinukleotida je složen proces koji se odvija uz učešće enzima DNK polimeraze, koji osigurava rast lanca sa samo jednog kraja (3´) sa slobodnom hidroksilnom grupom.

Struktura molekula DNK

Molekul DNK, kao i protein, može imati primarnu, sekundarnu i tercijarnu strukturu.

Redoslijed nukleotida u lancu DNK određuje njegovo primarno formiranje zbog vodoničnih veza, koje se zasnivaju na principu komplementarnosti. Drugim riječima, tokom sinteze dvojnika djeluje određeni obrazac: adenin jednog lanca odgovara timinu drugog, gvanin citozinu, i obrnuto. Parovi adenina i timina ili gvanina i citozina nastaju zbog dvije u prvom i tri u posljednjem slučaju vodikovih veza. Takva veza nukleotida osigurava snažnu vezu između lanaca i jednaku udaljenost između njih.

Poznavajući nukleotidnu sekvencu jednog lanca DNK, po principu komplementarnosti ili adicije, možete dovršiti drugi.

Tercijarna struktura DNK formirana je složenim trodimenzionalnim vezama, što čini njenu molekulu kompaktnijom i sposobnom da stane u mali volumen ćelije. Tako je, na primjer, dužina DNK E. coli veća od 1 mm, dok je dužina ćelije manja od 5 mikrona.

Broj nukleotida u DNK, odnosno njihov kvantitativni odnos, poštuje Chergaffovo pravilo (broj purinskih baza je uvijek jednak broju pirimidinskih baza). Udaljenost između nukleotida je konstantna vrijednost jednaka 0,34 nm, kao i njihova molekularna težina.

Struktura molekula RNK

RNK je predstavljena jednim polinukleotidnim lancem formiranim između pentoze (u ovom slučaju riboze) i fosfatnog ostatka. Po dužini je mnogo kraći od DNK. Postoje i razlike u sastavu vrsta azotnih baza u nukleotidu. U RNK se uracil koristi umjesto pirimidinske baze timina. U zavisnosti od funkcija koje se obavljaju u tijelu, RNK može biti tri vrste.

Ribosomalna (rRNA) - obično sadrži od 3000 do 5000 nukleotida. Po potrebi strukturna komponenta sudjeluje u formiranju aktivnog centra ribozoma, mjesta jednog od kritične procese u ćeliji - biosinteza proteina.
. Transport (tRNA) - sastoji se od prosječno 75 - 95 nukleotida, vrši prijenos željene aminokiseline do mjesta sinteze polipeptida u ribosomu. Svaki tip tRNA (najmanje 40) ima svoju jedinstvenu sekvencu monomera ili nukleotida.
. Informacija (mRNA) - sastav nukleotida je vrlo raznolik. Prenosi genetske informacije sa DNK na ribozome, djeluje kao matrica za sintezu proteinske molekule.

Uloga nukleotida u tijelu

Nukleotidi u ćeliji obavljaju niz važnih funkcija:

Koriste se kao strukturni blokovi za nukleinske kiseline (nukleotidi purinskog i pirimidinskog niza);
. učestvuju u mnogim metaboličkim procesima u ćeliji;
. dio su ATP-a - glavnog izvora energije u stanicama;
. djeluju kao nosioci redukcijskih ekvivalenata u ćelijama (NAD+, NADP+, FAD, FMN);
. obavljaju funkciju bioregulatora;
. mogu se smatrati drugim glasnicima ekstracelularne regularne sinteze (na primjer, cAMP ili cGMP).

Nukleotid je monomerna jedinica koja formira više složene veze- nukleinske kiseline, bez kojih je nemoguć prijenos genetske informacije, njeno skladištenje i reprodukcija. Slobodni nukleotidi su glavne komponente uključene u signalne i energetske procese koji podržavaju normalno funkcioniranje stanica i tijela u cjelini.