U ljudskom tijelu je veliki broj organski spojevi, bez kojih je nemoguće zamisliti stabilan protok metabolički procesi koji podržavaju vitalnu aktivnost svih. Jedna od tih tvari su nukleotidi - to su fosforni esteri nukleozida, koji igraju ključnu ulogu u prijenosu informacijskih podataka, kao i kemijske reakcije uz oslobađanje unutarstanične energije.

Kao neovisne organske jedinice tvore puni sastav svih nukleinskih kiselina i većine koenzima. Razmotrimo detaljnije što su nukleozidni fosfati i kakvu ulogu imaju u ljudskom tijelu.

Od čega se sastoji nukleotid. Smatra se izuzetno složenim esterom koji pripada skupini fosfornih kiselina i nukleozida, koji u svom biokemijska svojstva su N-glikozidi i sadrže heterocikličke fragmente povezane s molekulama glukoze i atomom dušika.

U prirodi su DNA nukleotidi najčešći.

Osim toga, organske tvari također se razlikuju s slične karakteristike strukture: ribonukleotidi, kao i deoksiribonukleotidi. Sve su one, bez iznimke, monomerne molekule složene strukture. biološke tvari vrsta polimera.

Oni čine RNA i DNA svih živih bića, od najjednostavnijih mikroorganizama do virusne infekcije završavajući s ljudskim tijelom.

Ostatak molekularne strukture fosfora među nukleozidnim fosfatima tvori estersku vezu s dvije, tri, a u nekim slučajevima odmah s pet hidroksilnih skupina. Nukleotidi su gotovo bez iznimke među esencijalnim tvarima koje su nastale iz ostataka fosforne kiseline, pa su njihove veze stabilne i ne raspadaju se pod utjecajem nepovoljnih čimbenika unutarnje i vanjske sredine.

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

Biološka uloga

Utjecaj nukleotida na tijek svih procesa u tijelu živih bića proučavaju znanstvenici koji proučavaju molekularnu strukturu unutarstaničnog prostora.

Na temelju laboratorijskih nalaza dobivenih kao rezultat dugogodišnjeg rada znanstvenika iz cijelog svijeta, izdvaja se sljedeća uloga nukleozid fosfata:

• univerzalni izvor vitalna energija, zbog čega se stanice hrane i, sukladno tome, normalno funkcioniranje tkiva koja se formiraju unutarnji organi, biološke tekućine, epitelni pokrov, vaskularni sustav;
• su prijenosnici monomera glukoze u stanicama bilo kojeg tipa (ovo je jedan od oblika metabolizma ugljikohidrata, kada konzumirani šećer, pod utjecajem probavni enzimi transformira se u glukozu, koja se zajedno s nukleozidnim fosfatima prenosi u svaki kutak tijela);
• obavljati funkciju koenzima (vitaminski i mineralni spojevi koji pomažu opskrbiti stanice hranjivim tvarima);
• složeni i ciklički mononukleotidi su biološki dirigenti hormona koji se šire uz protok krvi, a također pojačavaju učinak neuronskih impulsa;
• alosterički reguliraju aktivnost probavnih enzima koje proizvode tkiva gušterače.

Nukleotidi su dio nukleinskih kiselina. Povezani su s tri i pet veza fosfodiesterskog tipa. Genetičari i znanstvenici koji su svoje živote posvetili molekularnoj biologiji nastavljaju laboratorijska istraživanja nukleozidnih fosfata, pa svijet svake godine saznaje sve više zanimljivosti o svojstvima nukleotida.

Redoslijed nukleotida svojevrsna je genetska ravnoteža i ravnoteža rasporeda aminokiselina u strukturi DNA, osebujan redoslijed rasporeda 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 s gvaninom i purinskim bazama;

Y, TC pirimidinski spojevi;

K, GT nukleotidi koji sadrže keto skupinu;

M - AC uključen u amino skupinu;

S - GC snažan, karakteriziran s tri vodikova spoja;

W - AT su nestabilni, koji tvore samo dvije vodikove veze.

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

Najveći broj varijanti i kombinacija nukleozidnih fosfata karakterističan je za DNA. Simboli A, C, G, U dovoljni su za pisanje esencijalnih spojeva RNA.Zadnje slovo označava tvar uridin, koja se nalazi samo u RNA. Simbolički niz uvijek se piše bez razmaka.

Korisni video: nukleinske kiseline (DNA i RNA)

Koliko nukleotida ima u DNK

Da bi se što detaljnije razumjelo o čemu se radi, potrebno je imati jasno razumijevanje same DNK. to odvojen pogled molekule koje imaju izduženi oblik i sastoje se od strukturnih elemenata, odnosno nukleozidnih fosfata. Koliko nukleotida ima DNK? Postoje 4 vrste esencijalnih spojeva ove vrste koji 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 dešifrirali davne 1953. godine američki znanstvenici Francis Crick i James Watson. Jedna molekula deoksiribonukleinske kiseline sadrži dva lanca nukleozidnih fosfata. Postavljeni su tako da izgledaju kao spirala koja se uvija oko svoje osi.

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

U ovom slučaju, struktura molekule ima jednu važna značajka. Svi nukleotidni lanci imaju svojstvo komplementarnosti. To znači da su samo bitni spojevi određene vrste postavljeni jedan nasuprot drugoga. Poznato je da se adenin uvijek nalazi nasuprot timinu. Nasuprot citozinu ne može se naći niti jedna druga tvar osim gvanina. Takvi parovi nukleotida tvore princip komplementarnosti i nerazdvojni su.

Težina i dužina

Uz pomoć složenih matematičkih izračuna i laboratorijska istraživanja znanstvenici su uspjeli utvrditi točna fizikalna i biološka svojstva esencijalnih spojeva koji tvore molekularnu strukturu deoksiribonukleinske kiseline.

Poznato je da je duljina jednog unutarstaničnog ostatka, koji se sastoji od aminokiselina u jednom polipeptidnom lancu, 3,5 angstrema. Prosječna masa jednog molekularnog ostatka je 110 amu.

Osim toga, izolirani su i monomeri nukleotidnog tipa, koji se ne formiraju samo od aminokiselina, već također imaju komponente etera. To su DNA i RNA monomeri. Njihova linearna duljina mjeri se izravno 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 znanstvenim aktivnostima.

Medicinske oznake

Genetika se kao znanost razvila još u razdoblju kada nije bilo proučavanja DNK strukture ljudi i drugih živih bića na molekularnoj razini. Stoga su u razdoblju predmolekularne genetike nukleotidne veze označavane kao najmanji element u strukturi molekule DNA. I prije i sada, esencijalne tvari ove vrste bile su predmet. Može biti spontano ili inducirano, stoga se izraz "rekon" također koristi za označavanje nukleozidnih fosfata s oštećenom strukturom.

Za definiranje koncepta početka moguće mutacije u dušikovim 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 prijenosa nasljednih informacija, njihovo šifriranje te moguće kombinacije gena nastale spajanjem genetskog potencijala dva spolna partnera.

Korisni video: struktura nukleotida

Zaključak

Na temelju navedenog možemo zaključiti da su nukleozidni fosfati važan dio unutarstaničnog uređaja u ljudskom tijelu i svakom živom biću. Zbog esencijalnih tvari ove vrste, većina ne samo genetske informacije od roditelja do potomaka, nego i metabolički procesi se provode u tkivima svih vitalnih organa.

Nukleinske kiseline su makromolekularni spojevi čija se molekulska težina kreće od 25 tisuća do 1 milijun ili više.

Polimerni lanci nukleinskih kiselina građeni su od monomernih jedinica – nukleotida, u vezi s čim se nukleinske kiseline nazivaju polinukleotidi.

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

Sastojci ugljikohidrata su pentoze - D-riboza i 2-deoksi-e-riboza. Ovisno o tome, nukleinske kiseline se dijele na ribonukleinske(RNA) koji sadrži ribozu, i deoksiribonukleinske(DNA) koji sadrži deoksiribozu.

DNA se nalazi uglavnom u jezgrama stanica, RNA se nalazi uglavnom u ribosomima, kao iu protoplazmi stanica. RNA je izravno uključena u sintezu proteina.

14.1. Nukleotidi

14.1.1. Nukleozidi

U kemiji nukleinskih kiselina heterociklički spojevi pirimidinske i purinske serije koji ulaze u njihov sastav obično se nazivaju nukleinske baze.

Nukleinske baze kao supstituenti u heterociklu mogu sadržavati:

Ili okso skupina, kao u uracilu i timinu;

Ili amino skupina, kao u adeninu;

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

Baze koje sadrže kisik predstavljene su tautomernim oblicima laktama u kojima aromatičnost nije narušena (vidi 13.4). Za sve baze usvojene su skraćene troslovne oznake sastavljene od prvih slova njihovih latinskih naziva.

Nukleinske kiseline se razlikuju po svojim heterocikličkim bazama: uracil je uključen samo u RNA, a timin je

u DNK:

Nukleinske baze tvore vezu na račun jednog od atoma dušika s anomernim središtem 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 kemiji nukleinskih kiselina nazivaju se nukleozida.

U sastav prirodnih nukleozida ulaze pentoze u furanoznom obliku (atomi ugljika u njima su numerirani brojem s crtom). Glikozidna veza se ostvaruje s N-1 atomom dušika pirimidinske i N-9 purinske baze.

Prirodni nukleozidi su uvijekβ-anomeri.

Ovisno o prirodi ugljikohidratnog ostatka, postoje ribonukleozidi i deoksiribonukleozida. Za nukleozide, uobičajeni nazivi izvedeni iz trivijalnog imena odgovarajuće nukleinske baze sa sufiksima -idine u pirimidinima i -osin u purinskim nukleozidima.

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

Troslovni simboli nukleozida razlikuju se od osnovnih simbola po zadnjem slovu. Jednoslovni simboli koriste se samo za ostatke (radikale) nukleozida u složenijim strukturama.

Nukleozidi su otporni na hidrolizu u slabo alkalnom mediju, ali se hidroliziraju u kiselom. Purinski nukleozidi se lako hidroliziraju, a pirimidinski teže.

Kao lijekovi u onkologiji koriste se sintetski derivati ​​pirimidinske i purinske serije koji su strukturom 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, oni ometaju sintezu nukleinskih kiselina u tijelu u različitim fazama.

14.1.2. Nukleotidi

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

Opći princip strukture nukleotida prikazan je na primjeru adenozin fosfata. Za povezivanje tri komponente u molekuli nukleotida koriste se esterske i N-glikozidne veze.

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

Zbog fosfatnog ostatka, nukleotidi pokazuju svojstva dibazične kiseline i pod fiziološkim uvjetima pri pH ~ 7 su u potpuno ioniziranom stanju.

Za nukleotide se koriste dvije vrste naziva (tablica 14.1). Jedan uključuje naziv nukleozida, koji označava položaj fosfatnog ostatka u njemu, na primjer, adenozin-3'-fosfat, uridin-5'-fosfat; drugi se gradi s dodatkom kombinacije -ilinska kiselina na naziv ostatka pirimidinske baze, npr. 5'-uridilne kiseline, ili purinske baze, npr. 3'-adenilne kiseline.

Koristeći jednoslovnu šifru prihvaćenu za nukleozide, 5"-fosfati se pišu uz dodatak latiničnog slova "r" prije simbol nukleozida, 3"-fosfati - nakon simbol nukleozida. Adenozin-5"-fosfat je označen pA, adenozin-3"-fosfat - Ap, itd. Ove kratice se koriste za bilježenje slijeda nukleotidnih ostataka u nukleinskim kiselinama. U odnosu na slobodne nukleotide u biokemijskoj literaturi,

obilazak naširoko koristi njihova imena kao monofosfati s odrazom ove značajke u skraćenom kodu, na primjer, AMP (ili AMP) za adenozin-5"-fosfat, itd. (vidi tablicu 14.1).

Tablica 14.1.Najvažniji nukleotidi koji grade nukleinske kiseline

Ciklofosfati.Tu spadaju nukleotidi u kojima jedna molekula fosforne kiseline istodobno esterificira dvije hidroksilne skupine ugljikohidratnog ostatka. Gotovo sve stanice sadrže dva nukleozidna ciklofosfata - adenozin-3,5"-ciklofosfat (cAMP) i gvanozin-3,5"-ciklofosfat (cGMP).

14.2. Struktura nukleinskih kiselina

14.2.1. Primarna struktura

U polinukleotidnim lancima nukleotidne jedinice povezane su preko fosfatne skupine. Fosfatna skupina tvori dvije esterske veze: s C-3 "prethodne i C-5" sljedeće nukleotidne jedinice (slika 14.1). Okosnica lanca sastoji se od izmjeničnih pentoznih i fosfatnih ostataka, a heterocikličke baze su "viseće" skupine vezane za pentozne ostatke. Nukleotid sa slobodnom 5"-OH skupinom naziva se 5"-terminal, a nukleotid sa slobodnom 3"-OH skupinom naziva se 3"-terminal.

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

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

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

Riža. 14.1.Opći princip strukture polinukleotidnog lanca

Riža. 14.2.Primarna struktura segmenta lanca DNA

poput d(ApCpGpTp...) ili d(A-C-G-T...). Često se slovo d izostavi ako je očito da je riječ o DNK.

Važna karakteristika nukleinskih kiselina je sastav nukleotida, tj. skup i kvantitativni odnos komponenti nukleotida. Sastav nukleotida utvrđuje se, u pravilu, proučavanjem produkata hidrolitičkog cijepanja nukleinskih kiselina.

DNA i RNA razlikuju se u ponašanju u uvjetima alkalne i kisele hidrolize. DNA je otporna na hidrolizu u alkalnoj sredini. RNA se lako hidroliziraju pod blagim uvjetima u alkalnom mediju do nukleotida, koji su, zauzvrat, sposobni odcijepiti ostatak fosforne kiseline u alkalnom mediju i formirati nukleozide. Nukleozidi se u kiseloj sredini hidroliziraju do heterocikličkih baza i ugljikohidrata.

14.2.2. Sekundarna struktura DNA

Pod sekundarnom strukturom razumjeti prostornu organizaciju polinukleotidnog lanca. Prema Watson-Crickovom modelu, molekula DNA sastoji se od dva polinukleotidna lanca, desno okrenuta oko zajedničke osi, tvoreći dvostruku spiralu. Purinske i pirimidinske baze usmjerene su unutar spirale. Vodikove veze stvaraju se između purinske baze jednog lanca i pirimidinske baze drugog lanca. Ovi temelji su komplementarni parovi.

Vodikove veze stvaraju se između amino skupine jedne baze i karbonilne skupine druge -NH...O=C-, i također između amidnih i iminskih dušikovih atoma -NH ... N- Na primjer, kao što je prikazano u nastavku, dvije vodikove veze formiraju se između adenina i timina, a te baze čine komplementarni par, tj. adenin u jednom lancu će odgovarati 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. Dvije niti DNK koje tvore dvostruku spiralu nisu identične, već su komplementarne jedna drugoj. To znači da primarna struktura, tj. sekvenca nukleotida, jednog lanca određuje primarnu strukturu drugog lanca (slika 14.3).

Riža. 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 biokemijske procese i posebno su važni u ulozi koenzimi tj. tvari koje su blisko povezane s enzimima i neophodne za njihovu manifestaciju 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 ove spojeve, uz kratice navedene latiničnim slovima, ruska literatura koristi kratice odgovarajućih ruskih naziva - AMP, ADP, ATP).

Nukleotidi fosforilirani u različitim stupnjevima, sposobni su za međupretvorbe putem izgradnje ili eliminacije fosfatnih skupina. Difosfatna skupina sadrži jednu, a trifosfatna skupina dvije anhidridne veze, tzv makroergički, jer imaju puno energije. Troškovi energije potrebni za stvaranje takve veze nadopunjuju se energijom koja se oslobađa u procesu metabolizma ugljikohidrata. Kada se makroergička P~O veza cijepa (označeno valovitom linijom), oslobađa se ~32 kJ/mol. S tim u vezi je i najvažnija uloga ATP-a kao „dobavljača“ energije u svim živim stanicama.

U dolje prikazanim međupretvorbama AMP, ADP i ATP, formule ovih spojeva odgovaraju njihovom neioniziranom stanju. U fiziološkim uvjetima pri pH ~ 7, fosfatne skupine su gotovo potpuno ionizirane, stoga se u biokemijskoj literaturi ovi i svi drugi nukleotidi pišu kao anioni.

Nukleozidni polifosfati u biokemijskim procesima. Uz sudjelovanje ATP-a i ADP-a u tijelu se odvija najvažniji biokemijski proces - prijenos fosfatnih skupina. Na primjer, stvaranje estera (fosfata) je tipična reakcija u metabolizmu ugljikohidrata. Sve faze glikolize (pretvorba glukoze u piruvat) odvijaju se samo u fosfatnom obliku. Priprava fosfata spojeva koji sadrže hidroksil može se prikazati kao opća shema.

Dakle, galaktoza, koja nastaje tijekom razgradnje laktoze, u početnoj fazi metaboličke pretvorbe u glukozu, u interakciji s ATP-om stvara monofosfat.

14.3.2. Nikotinamidni nukleotidi

Najvažniji predstavnici ove skupine spojeva su nikotinamid adenin dinukleotid(NAD, ili NAD u ruskoj literaturi) i njegov fosfat (NADP, ili NADP). Ovi spojevi igraju važnu ulogu kao koenzimi u provedbi mnogih

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

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

Tijekom biološke dehidrogenacije supstrat gubi dva atoma vodika, tj. dva protona i dva elektrona (2H+, 2e) ili proton i hidridni ion (H+ i H-). Koenzim NAD+ obično se smatra akceptorom hidridnog iona H - (iako nije definitivno utvrđeno događa li se prijenos atoma vodika na ovaj koenzim istodobno s prijenosom elektrona ili se ti procesi odvijaju odvojeno).

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

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

Tipični primjeri biokemijskih reakcija koje uključuju NAD+ su oksidacija alkoholnih skupina u aldehidne skupine (na primjer, pretvorba retinola u retinal, vidi 15.4), a uz sudjelovanje NADH, redukcija karbonilnih skupina u alkoholne skupine (pretvorba pirogrožđane kiseline u mliječnu kiselinu, vidi 9.2. 3).

Predavanje br.19
NUKLEOZIDI. NUKLEOTIDE. NUKLEINSKE KISELINE
Plan

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

Predavanje br.19

NUKLEOZIDI. NUKLEOTIDE. NUKLEINSKI
KISELINA

Plan

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

Nukleinske kiseline prisutne su u
stanice svih živih organizama biopolimeri koji obavljaju najvažnije funkcije
pohranjivanje i prijenos genetske informacije te sudjeluju u mehanizmima njezine
implementacija u proces sinteze staničnih proteina.

Određivanje sastava nukleinskih kiselina njihovim sekvencijalom
hidrolitičko cijepanje omogućuje nam razlikovanje sljedećih strukturnih
Komponente.

Razmotrite strukturne komponente nukleina
kiseline prema složenosti njihove strukture.

1. Nukleinske baze.

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

U nukleinskim kiselinama heterociklički
baze su u termodinamički stabilnom okso obliku.

Osim ovih skupina nukleinskih baza,
nazvao glavni, u nukleinskim kiselinama u malim količinama
sastati se manji 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 - furanoza 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 -glikozidni
veza.

Ovisno o prirodi monosaharidnog ostatka
nukleozidi se dijele na ribonukleozidi(sadrže ostatak riboze) i deoksiribonukleozida(sadrže ostatak deoksiriboze). Naslovi
nukleozidi su izgrađeni na temelju trivijalnih naziva nukleinskih baza,
dodajući završetak –idin za derivate pirimidina i -osin za
derivati ​​purina. Prefiks se dodaje nazivima deoksiribonukleozida deoksi-. Izuzetak je nukleozid koji tvori timin i
deoksiriboza, kojoj je prefiks deoksi- nije dodano jer
timin samo u vrlo rijetkim slučajevima stvara nukleozide s ribozom.

koristi se za označavanje nukleozida.
jednoslovne oznake nukleinskih baza koje ulaze u njihov sastav. Do
za deoksiribonukleozide (s izuzetkom timidina) dodaje se slovo
"d".

Uz glavni
nukleozidi u sastavu nukleinskih kiselina nalaze se minorni nukleozidi,
koji sadrže modificirane nukleinske baze (vidi gore).

U prirodi se nukleozidi također nalaze u
slobodnom stanju, uglavnom u obliku nukleozidnih antibiotika, koji
pokazuju antitumorsko djelovanje. Antibiotski nukleozidi imaju neke
razlike u odnosu na konvencionalne nukleozide u strukturi ili ugljikohidratnog dijela ili
heterocikličke baze, što im omogućuje da djeluju kao
antimetaboliti, što objašnjava njihovu antibiotsku aktivnost.

Kao i N-glikozidi, nukleozidi su otporni na
lužine, ali se cijepaju pod djelovanjem kiselina uz stvaranje slobodnih
monosaharida i nukleinske baze. Purinski nukleozidi se hidroliziraju
mnogo lakši od pirimidina.

3. Nukleotidi

Nukleotidi su esteri nukleozida i fosfata
kiseline (nukleozidni fosfati). Estersku vezu s fosfornom kiselinom stvara OH
grupa na poziciji 5/ ili
3 / monosaharid. Ovisno o
po prirodi monosaharidnog ostatka nukleotidi se dijele na ribonukleotidi(strukturni elementi RNK) i deoksiribonukleotidi(konstruktivni elementi
DNK). Nazivi nukleotida uključuju naziv nukleozida, nakon čega slijedi mjesto u
ima ostatak fosforne kiseline. Skraćene oznake nukleozida sadrže
oznaka za ostatak nukleozida, mono-, di- ili trifosforne kiseline, za
3 / -navedene su i izvedenice
položaj fosfatne skupine.

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

4. Nukleotid
koenzimi

Koenzimi su organski spojevi
neproteinske prirode, koji su neophodni za provedbu katalitičkih
djelovanje enzima. Koenzimi pripadaju različitim klasama organskih tvari
veze. Važna skupina koenzima su nukleozidni polifosfati .

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

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

Koenzim A je uključen u procese
enzimska acilacija, aktiviranje karboksilne kiseline njihovim okretanjem
u reaktivan esteri tioli.

Nikotinamid adenin dinukleotidni koenzimi. Nikotinamid adenin dinukleotid (VIŠE+)i njegov fosfat ( NADP + ) sadrže u svom sastavu piridinijev kation u obliku
fragment nikotinamida. Piridinijev kation kao dio ovih koenzima
sposoban reverzibilno dodati hidridni anion da bi se stvorio reducirani oblik
koenzim - PREKO N.

Tako nikotinamid adenin dinukleotid
koenzimi su uključeni u redoks procese povezane s
prijenos hidridnog aniona, na primjer, oksidacija alkoholnih skupina u aldehid
(pretvorba retinola u retinal), reduktivna aminacija keto kiselina,
redukcija keto kiselina u hidroksi kiseline. Tijekom ovih procesa supstrat
gubi (oksidacija) ili dodaje (redukcija) dva atoma vodika u obliku
H+ i H — . Koenzim služi kao akceptor
(IZNAD + ) ili donator
(IZNAD . H) hidridni ion. Svi procesi iz
sudjelovanje koenzima je stereoselektivno. Da, prilikom oporavka
pirogrožđane kiseline, nastaje samo L-mliječna kiselina.

5. Nukleinske kiseline.

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

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

sekundarna struktura DNK je kompleks dva polinukleotidna lanca uvijena udesno
oko zajedničke osi tako da su ugljikohidratno-fosfatni lanci izvan, i
nukleinske baze su usmjerene prema unutra ( Watson-Crickova dvostruka spirala).
Korak zavojnice je 3,4 nm, s 10 parova baza po zavoju. Polinukleotid
lanci su antiparalelni, oni.
nasuprot 3' kraju jedne niti nalazi se 5' kraj druge niti. Dvije niti DNK
sastav je drugačiji, ali oni komplementarni. Ovo se izražava u
činjenica da se nasuprot adeninu (A) u jednom lancu uvijek nalazi timin (T) u drugom
lanac, a nasuprot gvaninu (G) uvijek je citozin (C). Komplementarno
sparivanje A s T i G s C provodi se vodikovim vezama. Između A i T
nastaju dvije vodikove veze, između G i C - tri.

Komplementarnost DNA lanaca je
kemijska osnova najvažnije funkcije DNK – pohranjivanje i prijenos genetskih
informacija.

Vrste RNA. Postoje tri glavne
vrste stanične RNA: prijenosna RNA (tRNA), glasnička RNA (mRNA) i ribosomska
RNA (rRNA). Razlikuju se po položaju u ćeliji, sastavu i veličini,
kao i funkcije. RNA se obično sastoji od jednog polinukleotidnog lanca
koji se u prostoru razvija na način da njegovi pojedini odsjeci
međusobno se nadopunjuju ("slijepe se") i tvore kratke
dvostruke spiralne dijelove molekule, dok ostali dijelovi ostaju
jednolančani.

Glasnička RNA obavljaju funkciju matrice
sinteza proteina u ribosomima.

Ribosomska RNA igraju ulogu strukturnih
komponente ribosoma.

Prijenosne RNA sudjelovati u
prijevoz a -aminokiseline iz citoplazme u ribosome i u prevođenju informacija o nukleotidima
mRNA sekvence do aminokiselinskih sekvenci u proteinima.

Mehanizam prijenosa genetske informacije. Genetska informacija kodirana u nizu nukleotida
DNK. Mehanizam za prijenos ovih informacija uključuje tri glavna koraka.

Prva razina - replikacija-kopirati
majčinska DNA za stvaranje dviju kćeri molekula DNA, nukleotid
čiji je slijed komplementaran slijedu majčine DNA i
njome je jedinstveno definirana. Replikacija se provodi sintezom novog
Molekule DNA na majci, koja ima ulogu predloška. dvostruka spirala
majčina DNK se odmotava i na svakom od dva lanca sintetizira se novi
(kćeri) lanac DNA, uzimajući u obzir načelo komplementarnosti. Proces se provodi
pomoću enzima DNA polimeraze. Dakle iz jedne majčine DNK
formiraju se dvije podružnice od kojih svaka sadrži po jednu
roditeljski i jedan novosintetizirani polinukleotidni lanac.

Druga faza - transkripcija- proces u
tijekom koje se dio genetske informacije kopira iz DNA u obliku mRNA.
Messenger RNA se sintetizira u regiji despiraliziranog DNA lanca kao u uzorku
pomoću enzima RNK polimeraze. U polinukleotidnom lancu mRNA
ribonukleotidi koji nose određeni
nukleinske baze raspoređene su u nizu određenom
komplementarne interakcije s nukleinskim bazama lanca DNA. pri čemu adenin baza u DNK će se podudarati uracil baza u RNK. Genetske informacije za sintezu proteina kodirane su u DNK sa
Pomozite trojka kodirati. Jedna aminokiselina je kodirana
niz od tri nukleotida tzv kodon.
Dio DNA koji kodira jedan polipeptidni lanac naziva se genom.
Svaki kodon u DNA odgovara komplementarnom kodonu u mRNA. Općenito, molekula
mRNA je komplementarna specifičnom dijelu lanca DNA – genu.

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

Treća faza - emitirati- postupak
implementacija genetske informacije koju nosi mRNA u obliku sekvence
nukleotida u sekvencu aminokiselina u sintetiziranom proteinu. a -Aminokiseline potrebne za
sintezu proteina transportiraju se do ribosoma pomoću tRNA, s kojim se
veže se acilacijom 3 / -OH skupine na kraju lanca tRNA.

tRNA ima granu antikodona koja sadrži
trinukleotid - antikodon, što odgovara
amino kiselina. Na ribosomu se tRNA pričvršćuju na mjestima antikodona na
odgovarajući kodoni mRNA. Specifičnosti spajanja kodona i antikodona
koju osigurava njihova komplementarnost. Između blisko povezanih aminokiselina
nastaje peptidna veza. Dakle, strogo definiran
sekvenca aminokiselina koje čine proteine, kodirana u
geni.

Nukleinske kiseline. ATP

Nukleinske kiseline(od lat. nucleus - jezgra) - kiseline, prvi put otkrivene u proučavanju jezgri leukocita; su 1868. godine otkrili I.F. Miescher, švicarski biokemičar. biološki značaj nukleinske kiseline - pohranjivanje i prijenos nasljednih informacija; neophodni su za održavanje života i njegovu reprodukciju.

Nukleinske kiseline

DNA nukleotid i RNA nukleotid imaju sličnosti i razlike.

Struktura nukleotida DNA

Struktura RNA nukleotida

Molekula DNK je lanac dvostruke spirale.

Molekula RNA je jedan lanac nukleotida, po strukturi sličan jednom lancu DNA. Samo umjesto deoksiriboze, RNA uključuje još jedan ugljikohidrat - ribozu (otuda i naziv), a umjesto timina - uracil.

Dvije niti DNK međusobno su povezane vodikovim vezama. U ovom slučaju uočava se važan obrazac: nasuprot dušične baze adenina A u jednom lancu nalazi se dušična baza timin T u drugom lancu, a citozin C uvijek se nalazi nasuprot gvaninu G. Ti se parovi baza nazivaju komplementarni parovi.

Na ovaj način, načelo komplementarnosti(od lat. complementum - dodatak) sastoji se u činjenici da svaka dušična baza uključena u nukleotid odgovara drugoj dušičnoj bazi. Postoje strogo definirani parovi baza (A - T, G - C), ti parovi su specifični. Između gvanina i citozina postoje tri vodikove veze, a između adenina i timina dvije vodikove veze javljaju se u nukleotidu DNA, a u RNA dvije vodikove veze između adenina i uracila.

Vodikove veze između dušičnih baza nukleotida

G ≡ C G ≡ C

Kao rezultat toga, u bilo kojem organizmu broj adenilnih nukleotida jednak je broju timidila, a broj gvanilnih nukleotida jednak je broju citidila. Zbog tog svojstva slijed nukleotida u jednom lancu određuje njihov slijed u drugom. Ova sposobnost selektivnog spajanja nukleotida naziva se komplementarnost, a to je svojstvo u osnovi stvaranja novih molekula DNA na temelju izvorne molekule (replikacija, tj. udvostručenje).

Dakle, kvantitativni sadržaj dušičnih baza u DNA podliježe određenim pravilima:

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

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

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

Kada se uvjeti promijene, DNK, poput proteina, može doživjeti denaturaciju, što se naziva taljenje.

DNK ima jedinstvena svojstva: sposobnost samoudvostručavanja (replikacija, reduplikacija) i sposobnost samoiscjeljivanja (popravak). replikacija osigurava točnu reprodukciju u molekulama kćerima informacija koje su zabilježene u matičnoj molekuli. Ali ponekad se tijekom procesa replikacije javljaju pogreške. Sposobnost molekule DNA da ispravi greške koje se javljaju u njezinim krugovima, odnosno da ih obnovi ispravan slijed nukleotida naziva se reparacije.

Molekule DNA nalaze se uglavnom u jezgrama stanica i u manjoj količini u mitohondrijima i plastidima – kloroplastima. Molekule DNA su nositelji nasljednih informacija.

Građa, funkcije i lokalizacija u stanici. Postoje tri vrste RNA. Imena su povezana s funkcijama koje se obavljaju:

Usporedne karakteristike nukleinske kiseline

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

Citoplazma svake stanice, kao i mitohondrija, kloroplasta i jezgre, sadrži adenozin trifosfat (ATP). On opskrbljuje energijom za većinu reakcija koje se odvijaju u stanici. Uz pomoć ATP-a, stanica sintetizira nove molekule bjelančevina, ugljikohidrata, masti, provodi aktivan transport tvari, otkucava flagele i cilije.

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

Struktura molekule ATP:

Nestabilne kemijske veze koje povezuju molekule fosforne kiseline u ATP vrlo su bogate energijom. Kada se te veze prekinu, oslobađa se energija koju svaka stanica koristi za osiguravanje vitalnih procesa:

ATP ADP + P + E

ADP AMP + F + E,

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

Energetski bogate kemijske veze u ATP-u između ostataka fosforne kiseline nazivaju se makroergičke veze. Cijepanje jedne molekule fosforne kiseline popraćeno je oslobađanjem energije - 40 kJ.

ATP nastaje iz ADP-a i anorganskog fosfata zbog energije koja se oslobađa tijekom oksidacije organska tvar i tijekom fotosinteze. Taj se proces naziva fosforilacija.

U tom slučaju mora se potrošiti najmanje 40 kJ / mol energije, koja se akumulira u makroergičkim vezama. Prema tome, glavni značaj procesa disanja i fotosinteze određen je činjenicom da oni opskrbljuju energijom za sintezu ATP-a, uz čije sudjelovanje se obavlja većina rada u stanici.

ATP se iznimno brzo ažurira. Kod ljudi, na primjer, svaka se molekula ATP-a razgrađuje i ponovno gradi 2400 puta dnevno, tako da prosječno trajanježivot manji od 1 min. Sinteza ATP-a odvija se uglavnom u mitohondrijima i kloroplastima (djelomično u citoplazmi). Ovdje nastali ATP šalje se u one dijelove stanice gdje postoji potreba za energijom.

ATP ima važnu ulogu u staničnoj bioenergetici: obavlja jednu od najvažnijih funkcija – skladišta energije, univerzalni je biološki akumulator energije.

Sav život na planetu sastoji se od mnogih stanica koje održavaju urednost svoje organizacije zahvaljujući genetskim informacijama sadržanim u jezgri. Pohranjuju ga, implementiraju i prenose složeni visokomolekularni spojevi - 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 bilo kakva odstupanja u strukturi neizbježno dovode do promjene u staničnoj organizaciji, aktivnosti fizioloških procesa i održivosti stanica u cjelini.

Pojam nukleotida i njegova svojstva

Svaka ili RNA sastavljena je od manjih monomernih spojeva – nukleotida. Drugim riječima, nukleotid je građevni materijal za nukleinske kiseline, koenzime i mnoge druge biološke spojeve koji su stanici neophodni tijekom njenog života.

Na glavna svojstva ovih esencijalne tvari može se pripisati:

Pohranjivanje informacija o naslijeđenim osobinama;
. vršenje kontrole nad rastom i razmnožavanjem;
. sudjelovanje u metabolizmu i mnogim drugim fiziološkim procesima koji se odvijaju u stanici.

Govoreći o nukleotidima, nemoguće je ne zadržati se na ovome važno pitanje kao njihovu strukturu i sastav.

Svaki nukleotid se sastoji od:

šećerni ostatak;
. dušična baza;
. fosfatnu skupinu ili ostatak fosforne kiseline.

Možemo reći da je nukleotid kompleks organski spoj. Ovisno o sastavu vrsta dušičnih baza i vrsti pentoze u strukturi nukleotida, nukleinske kiseline se dijele na:

Dezoksiribonukleinska kiselina ili DNA;
. ribonukleinska kiselina ili RNA.

Sastav nukleinskih kiselina

U nukleinskim kiselinama šećer je predstavljen pentozom. Ovo je šećer s pet ugljika, u DNK se zove deoksiriboza, u RNK se zove riboza. Svaka molekula pentoze ima pet atoma ugljika, od kojih četiri zajedno s atomom kisika čine peteročlani prsten, a peti je uključen u skupinu HO-CH2.

Označen je položaj svakog atoma ugljika u molekuli pentoze arapski broj temeljno (1C´, 2C´, 3C´, 4C´, 5C´). Budući da svi procesi čitanja iz molekule nukleinske kiseline imaju strogi smjer, numeriranje ugljikovih atoma i njihov raspored u prstenu služe kao svojevrsni pokazatelj ispravnog smjera.

Na hidroksilnoj skupini, ostatak fosforne kiseline vezan je za treći i peti atom ugljika (3S´ i 5S´). Određuje kemijsku pripadnost DNA i RNA skupini kiselina.

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

Sastav vrsta dušičnih baza

DNA nukleotidi prema dušičnoj bazi predstavljeni su s četiri vrste:

adenin (A);
. guanin (G);
. citozin (C);
. timin (T).

Prva dva pripadaju klasi purina, posljednja dva su pirimidini. Što se tiče molekularne težine, purini su uvijek teži od pirimidina.

RNA nukleotidi prema dušičnoj bazi predstavljeni su:

adenin (A);
. guanin (G);
. citozin (C);
. uracil (U).

Uracil je, kao i timin, pirimidinska baza.

U znanstvenoj literaturi često se može naći druga oznaka dušičnih baza - latiničnim slovima (A, T, C, G, U).

Osvrnimo se detaljnije na kemijsku strukturu purina i pirimidina.

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

Purini (adenin i gvanin) sastoje se od pirimidina i imidazola ili dva heterocikla. Molekula purinske baze predstavljena je s četiri atoma dušika i pet atoma ugljika. Svaki atom je označen brojevima od 1 do 9.

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

Stvaranje fosfodiesterskih veza

Važno je razumjeti pitanje kako su nukleotidi povezani u polipeptidni lanac i tvore molekulu nukleinske kiseline. To se događa zbog takozvanih fosfodiesterskih veza.

Interakcija dvaju nukleotida daje dinukleotid. Stvaranje novog spoja događa se kondenzacijom, kada se fosfodiesterska veza javlja između fosfatnog ostatka jednog monomera i hidroksi skupine pentoze drugog.

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

Sastavljanje polinukleotida je složen proces koji se odvija uz sudjelovanje enzima DNA polimeraze, koji osigurava rast lanca samo s jednog kraja (3´) sa slobodnom hidroksilnom skupinom.

Struktura molekule DNA

Molekula DNA, kao i protein, može imati primarnu, sekundarnu i tercijarnu strukturu.

Redoslijed nukleotida u lancu DNA određuje njegovu primarnu formaciju zahvaljujući vodikovim vezama, koje se temelje na principu komplementarnosti. Drugim riječima, tijekom 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 vodikove veze. Takva povezanost nukleotida osigurava čvrstu vezu između lanaca i jednaku udaljenost između njih.

Poznavajući slijed nukleotida jednog lanca DNA, po principu komplementarnosti ili adicije možete dovršiti drugi.

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

Broj nukleotida u DNA, odnosno njihov kvantitativni omjer, pokorava se Chergaffovom pravilu (broj purinskih baza uvijek je jednak broju pirimidinskih baza). Udaljenost između nukleotida je konstantna vrijednost jednaka 0,34 nm, kao i njihova molekulska težina.

Struktura molekule RNA

RNA je predstavljena jednim polinukleotidnim lancem formiranim između pentoze (u ovom slučaju riboze) i fosfatnog ostatka. Duljinom je mnogo kraći od DNK. Također postoje razlike u sastavu vrsta dušičnih baza u nukleotidu. U RNA, uracil se koristi umjesto pirimidinske baze timina. Ovisno o funkcijama koje obavlja u tijelu, RNA može biti tri vrste.

Ribosomska (rRNA) - obično sadrži od 3000 do 5000 nukleotida. Po potrebi strukturna komponenta sudjeluje u formiranju aktivnog središta ribosoma, mjesta jednog od kritični procesi u stanici – biosinteza proteina.
. Transport (tRNA) - sastoji se od prosječno 75 - 95 nukleotida, provodi prijenos željene aminokiseline do mjesta sinteze polipeptida u ribosomu. Svaki tip tRNA (najmanje 40) ima svoj jedinstveni niz monomera ili nukleotida.
. Informacijska (mRNA) – sastav nukleotida je vrlo raznolik. Prenosi genetske informacije od DNA do ribosoma, djeluje kao matrica za sintezu proteinske molekule.

Uloga nukleotida u organizmu

Nukleotidi u stanici obavljaju niz važnih funkcija:

Koriste se kao strukturni blokovi za nukleinske kiseline (nukleotidi purinskog i pirimidinskog niza);
. sudjeluju u mnogim metaboličkim procesima u stanici;
. dio su ATP-a - glavnog izvora energije u stanicama;
. djeluju kao nositelji redukcijskih ekvivalenata u stanicama (NAD+, NADP+, FAD, FMN);
. obavljaju funkciju bioregulatora;
. mogu se smatrati sekundarnim glasnicima redovite izvanstanične sinteze (na primjer, cAMP ili cGMP).

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