Nukleotid je základní stavební kámen kyselina ribonukleová (RNA) nebo deoxyribonukleová kyselina (DNA), která má základnu, cukrnebo fosfát komponent. V buňkách mají nukleotidy vitální funkce a podílejí se například na přenosu hormonálního signálu nebo na produkci energie.
Co jsou to nukleotidy?
Nukleotidy jsou základními stavebními kameny RNA a DNA. Skládají se z a cukr molekula, specifická báze a fosfát skupina. V genetickém kódu se používají nukleotidy a mnoho typů, jako je GTP, cAMP a ATP, také plní důležité buněčné funkce. Obr molekuly RNA nebo DNA se skládají z celkem pěti různých druhů nukleotidů.
Funkce, účinek a úkoly
Nukleotidy jsou velmi důležité pro tvorbu nových buněk energetický metabolismus a také fungují jako poslové látky. Bez nukleotidů by tělo nemohlo fungovat. Organismus může pomocí nukleotidů obnovit svoji funkci po nemocech nebo úrazech. To vyžaduje mnoho stavebních materiálů a spoustu energie, které však v případě nedostatku nukleotidů nejsou k dispozici v dostatečném množství. Obecně tedy nukleotidy plní v těle následující funkce:
- Nosič energie: to vyžaduje anhydridové vazby, které mají velmi vysoký obsah energie.
- Prekurzory produktů syntézy, jako je RNA a DNA.
- Části koenzymů: jsou důležité pro průběh různých chemických reakcí.
- Alosterická modulační funkce: nukleotidy mají za úkol regulovat aktivitu klíčových enzymů
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty
Nukleotid se skládá z následujících složek:
- Monosacharid složený z 5 atomů C, známý také jako pentóza.
- Zbytek kyseliny fosforečné a
- Z jedné z celkem pěti nukleobází (uracil, thymin, cytosin, guanin, adenin).
Projekt cukr je tedy spojen se základnou a fosfor. Kdy fosfát je připojen k nukleosidu, dochází k tvorbě nejjednoduššího nukleotidu, který se nazývá mononukleotid. Pod voda štěpením tvoří fosfát estery vazba s atomem 5-C nukleosidu. Nukleotidy se proto velmi často nazývají „fosfátové estery nukleosidů“. Pokud se přidají další fosfátové zbytky, vytvoří se nukleosidové di- nebo nukleosid trifosfáty. Mezi fosfáty, které mají velké množství energie, se vytvářejí vazby anhydridu fosforečné. V DNA se používá pouze tymin, cytosin, guanin a adenin, zatímco v RNA je místo tyminu přítomen uracil. Existuje také řada dalších základy které se nazývají vzácné báze, protože jsou přítomny v nukleové kyseliny jen ve velmi malém množství. Mezi ně patří například hydroxylovaný nebo methylovaný purin a také pyrimidin základy jako je pseudouridin, dihydrouracil nebo 5-methylcytosin. Tři nukleotidy spojené dohromady tvoří nejmenší jednotku nezbytnou pro kódování genetické informace v RNA nebo DNA. Tato jednotka informací se nazývá kodon. V zásadě se rozlišují dva typy nukleotidů: pyrimidinové nukleotidy a purinové nukleotidy. Purinové nukleotidy mají heterocyklický kruhový systém skládající se ze dvou kruhů, zatímco pyrimidinové nukleotidy mají pouze jeden kruh. Nukleotidy jsou přirozenou součástí živočišné a rostlinné potravy a nacházejí se ve všech buňkách. Polymerní nukleové kyseliny požití potravou se organismus rozloží na nukleotidy nebo nukleosidy, které se následně vstřebávají v tenké střevo. Nicméně, nukleové kyseliny vyskytují se v potravinách v různých množstvích. Vnitřnosti mají velmi vysoký podíl, ale maso a ryby také obsahují mnoho jader kyseliny.
Nemoci a poruchy
Zdraví lidé jsou schopni absorbovat dostatečné množství nukleotidových sloučenin z potravin, recyklovat je z buněk nebo je syntetizovat endogenně. Pokud je však endogenní zásoba nedostatečná, je nesmírně důležité konzumovat nukleotidy v strava. Zejména tkáně, které mají vysoký energetický požadavek, potřebují nukleotidy v dostatečném množství. Patří sem například střeva, játrase imunitní systém, svaly a nervový systém. Chronická onemocnění se vyskytují zvláště často v těchto tkáních. Jiné typy tkání, jako je mozek, lymfocyty, erytrocyty or leukocyty nemohou syntetizovat nukleotidy a jsou také závislé na dodávce prostřednictvím určitých potravin. V určitých chorobných stavech nebo při sníženém příjmu nukleotidů se pro optimalizaci funkce tkání doporučují dietní nukleotidy. Dietní nukleotidy stimulují růst bifidobakterií. Dále lze také snížit léze v gastrointestinálním traktu a zvýšit délku nebo růst střevních klků. Zejména u dětí, které růst velmi rychle, v případě závažných poranění nebo infekcí, vyvstává otázka, zda je autosyntéza dostatečná k pokrytí zvýšeného požadavku na nukleotidy. Mateřské mléko obsahuje relativně vysoký podíl nukleotidů, takže kojenci krmení mateřským mlékem by měli mít také odpovídající přísun. Pokud se nukleotidová sekvence genů změní, nazývá se to mutace. Například jeden nukleotidový pár v DNA může být nahrazen jiným. V tomto případě se hovoří o bodové mutaci nebo „tiché mutaci“. Pokud dojde ke ztrátě jednoho nebo více párů nukleotidů nebo jsou vloženy páry, dojde buď k deleci, nebo inzerci uvnitř a gen. V mnoha případech má vytvořený protein zcela jinou strukturu a není schopen vykonávat své funkce. Mutace mohou být způsobeny mutagenními látkami nebo zářením, nebo se mohou objevit spontánně. Výsledkem je individuální základy mohou být pozměněny a DNA může být poškozena.
