Нуклеозид, схематически говоря, составляет две трети нуклеотида. Нуклеотиды - это мономерные звенья, из которых состоят нуклеиновые кислоты дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). Эти нуклеиновые кислоты состоят из нитей или полимеров из нуклеотидов. ДНК содержит так называемый генетический код, который говорит нашим клеткам, как функционировать и как объединяться, чтобы сформировать человеческое тело, в то время как различные типы РНК помогают преобразовать этот генетический код в синтез белка.

Структура нуклеотидов и нуклеозидов

Нуклеозид по определению состоит из двух отдельных частей: циклического, богатого азотом амина, называемого азотистым основанием, и молекулы сахара с пятью углеродами. Молекула сахара представляет собой либо рибозу, либо дезоксирибозу. Когда фосфатная группа становится связанной водородом с нуклеозидом, это объясняет всю разницу между нуклеотидом и нуклеозидом; Полученная структура называется нуклеотидом. Чтобы следить за нуклеотидом по сравнению с нуклеозидом, помните, что добавление фосфатной группы меняет «с» на «т». Структура нуклеотидных и нуклеозидных единиц отличается прежде всего наличием (или отсутствием такового) этой фосфатной группы.

Каждый нуклеозид в ДНК и РНК содержит одно из четырех возможных азотистых оснований. В ДНК это аденин, гуанин, цитозин и тимин. В РНК присутствуют первые три, но урацил заменяет тимин, найденный в ДНК. Аденин и гуанин относятся к классу соединений, называемых пуринами, в то время как цитозин, тимин и урацил называются пиримидинами. Ядро пурина представляет собой двойную кольцевую конструкцию: одно кольцо имеет пять атомов, а другое - шесть, тогда как пиримидины с меньшей молекулярной массой имеют структуру с одним кольцом. В каждом нуклеозиде азотистое основание связано с молекулой рибозного сахара. Дезоксирибоза в ДНК отличается от рибозы, обнаруженной в РНК, тем, что она имеет только атом водорода в том же положении, что рибоза имеет гидроксильную (-ОН) группу.

Азотистое соединение оснований

ДНК является двухцепочечной, а РНК одноцепочечной. Две цепи в ДНК связаны друг с другом на каждом нуклеотиде их соответствующими основаниями. В ДНК аденин в одной цепи связывает тимин в другой цепи и только с ним. Точно так же цитозин связывается и только с тимином. Таким образом, вы можете видеть не только то, что пурины связываются только с пиримидинами, но также и то, что каждый пурин связывается только с определенным пиримидином.

Когда петля РНК складывается сама по себе, создавая квазидвуцепочечный сегмент, аденин связывается с урацилом и только с ним. Цитозин и цитидин - нуклеотид, образующийся, когда цитозин связывается с рибозным кольцом, - оба компонента находятся в РНК.

Процессы образования нуклеотидов

Когда нуклеозид приобретает одну фосфатную группу, он становится нуклеотидом, в частности, нуклеотидмонофосфатом. Нуклеотиды в ДНК и РНК являются такими нуклеотидами. Однако в одиночку нуклеотиды могут содержать до трех фосфатных групп, одна из которых связана с сахарной частью, а другая (и) связана с дальним концом первого или второго фосфата. Полученные молекулы называются нуклеотиддифосфатами и нуклеотидтрифосфатами.

Нуклеотиды названы по их специфическим основаниям, с «-os-», добавленным в середине (кроме случаев, когда урацил является основанием). Например, нуклеотиддифосфат, содержащий аденин, представляет собой аденозиндифосфат или ADP. Если АДФ собирает другую фосфатную группу, то приходит аденозинтрифосфат, или АТФ, который необходим для передачи и использования энергии во всех живых организмах. Кроме того, урацилдифосфат (UDP) переносит мономерные звенья сахара в растущие гликогенные цепи, а циклический аденозинмонофосфат (цАМФ) является «вторым мессенджером», который передает сигналы от рецепторов клеточной поверхности к белковым механизмам в цитоплазме клетки.