Nukleotid je osnovni gradnik ribonukleinska kislina (RNA) oz deoksiribonukleinska kislina (DNA), ki ima osnovo, sladkorjaali fosfat komponenta. V celicah imajo nukleotidi vitalne funkcije in so na primer vključeni v hormonsko prenašanje signalov ali proizvodnjo energije.
Kaj so nukleotidi?
Nukleotidi so osnovni gradniki RNK in DNK. Sestavljeni so iz a sladkorja molekulo, določeno bazo in a fosfat skupino. Nukleotidi se uporabljajo v genetski kodi, številne vrste, kot so GTP, cAMP in ATP, pa opravljajo tudi vitalne celične funkcije. Velikan molekule RNA ali DNA sestavlja pet različnih vrst nukleotidov.
Funkcija, učinek in naloge
Nukleotidi so zelo pomembni tudi za tvorbo novih celic presnova energije in delujejo tudi kot messenger snovi. Brez nukleotidov telo ne bi moglo delovati. S pomočjo nukleotidov lahko organizem obnovi svojo funkcijo po boleznih ali poškodbah. To zahteva veliko gradbenega materiala in veliko energije, ki pa v primeru pomanjkanja nukleotidov ni na voljo v zadostnih količinah. Nukleotidi na splošno v telesu opravljajo naslednje funkcije:
- Energijski nosilec: za to so potrebne anhidridne vezi, ki imajo zelo veliko energije.
- Predhodniki sinteznih produktov, kot sta RNA in DNA.
- Deli koencimov: ti so pomembni za potek različnih kemijskih reakcij.
- Alosterična modulatorna funkcija: nukleotidi imajo nalogo uravnavati aktivnost ključnih encimov
Oblikovanje, pojavnost, lastnosti in optimalne vrednosti
Nukleotid je sestavljen iz naslednjih komponent:
- Monosaharid, sestavljen iz 5 C atomov, znan tudi kot pentoza.
- Ostanki fosforne kisline in
- Iz ene od skupno petih nukleobaz (uracil, timin, citozin, gvanin, adenin).
O sladkorja je s tem povezan z osnovo in fosfor. Pri fosfat je pritrjen na nukleozid, pride do tvorbe najpreprostejšega nukleotida, imenovanega mononukleotid. Spodaj vode cepi se fosfat estra vez z 5-C atomom nukleozida. Zato nukleotide zelo pogosto imenujemo "fosfatni estri nukleozidov". Če dodamo nadaljnje fosfatne ostanke, nastanejo nukleozidni di- ali nukleozidni trifosfati. Med fosfati, ki imajo veliko energije, nastajajo fosforne anhidridne vezi. V DNK se uporabljajo samo timin, citozin, gvanin oziroma adenin, medtem ko je v RNK namesto timina prisoten uracil. Obstajajo tudi številne druge baze ki se imenujejo redke baze, ker so prisotne v nukleinska kislina le v zelo majhnih količinah. Sem spadajo na primer hidroksilirani ali metilirani purin, pa tudi pirimidin baze kot so psevdouridin, dihidruracil ali 5-metilcitozin. Trije nukleotidi, povezani skupaj, tvorijo najmanjšo enoto, potrebno za kodiranje genetskih informacij v RNA ali DNA. Ta enota informacij se imenuje kodon. V bistvu ločimo dve vrsti nukleotidov: pirimidinske nukleotide in purinske nukleotide. Purinski nukleotidi imajo heterociklični obročni sistem, sestavljen iz dveh obročev, medtem ko imajo pirimidinski nukleotidi samo en obroč. Nukleotidi so naravna sestavina živalske in rastlinske hrane in jih najdemo v vseh celicah. Polimerna nukleinska kislina zaužit s hrano, organizem razgradi na nukleotide ali nukleozide, ki se nato absorbirajo v Tanko črevo. Vendar pa nukleinska kislina pojavljajo se v hrani v različnih količinah. Drobovina ima zelo velik delež, vendar meso in ribe vsebujejo tudi veliko nukleinov kisline.
Bolezni in motnje
Zdravi ljudje lahko absorbirajo zadostne količine nukleotidnih spojin iz hrane, jih reciklirajo iz celic ali jih sintetizirajo endogeno. Če pa je endogena oskrba nezadostna, je izredno pomembno, da se nukleotidi zaužijejo v prehrana. Zlasti tkiva, ki potrebujejo veliko energije, potrebujejo nukleotide v zadostnih količinah. Sem spadajo na primer črevesje, jetraje imunski sistem, mišice in živčni sistem. Kronične bolezni se v teh tkivih pojavljajo še posebej pogosto. Druge vrste tkiv, kot je možganov, limfociti, eritrocitov or levkociti ne morejo sintetizirati nukleotidov in so odvisni tudi od preskrbe z nekaterimi živili. V nekaterih bolezenskih stanjih ali kadar je privzem nukleotidov zmanjšan, se za optimizacijo delovanja tkiva priporočajo prehranski nukleotidi. Prehranski nukleotidi spodbujajo rast bifidobakterij. Poleg tega se lahko zmanjšajo tudi spremembe v prebavilih in poveča dolžina ali rast črevesnih resic. Zlasti pri otrocih, ki rastejo zelo hitro se v primeru večjih poškodb ali okužb postavi vprašanje, ali samosinteza zadostuje za kritje povečane potrebe po nukleotidih. Materino mleko vsebuje sorazmerno visok delež nukleotidov, zato bi morali imeti dojenčki, ki se hranijo z materinim mlekom, tudi ustrezno oskrbo. Če se nukleotidno zaporedje genov spremeni, se to imenuje mutacija. Na primer, en nukleotidni par v DNA lahko nadomesti drug. V tem primeru se govori o točkovni mutaciji ali "tihi mutaciji". Če se izgubi eden ali več nukleotidnih parov ali se vstavijo pari, pride do izbrisa ali vstavitve znotraj gen. V mnogih primerih ima nastala beljakovina popolnoma drugačno strukturo in ne more opravljati svojih funkcij. Mutacije lahko povzročijo mutagene snovi ali sevanje ali pa se pojavijo spontano. Posledično posameznik baze se lahko spremeni in DNK se lahko poškoduje.
