כפי ש נוקלאוטיד הוא אבן בניין בסיסית של חומצה ריבונוקלאית (RNA) או חומצה deoxyribonucleic (DNA), שיש בה מרכיב בסיס, סוכר או פוספט. לנוקלאוטידים יש תפקודים חיוניים בתאים והם מעורבים, למשל, בהעברת אותות הורמונליים או בייצור אנרגיה.
מהם נוקליאוטידים
נוקלאוטידים הם אבני הבניין הבסיסיות של RNA ו- DNA. הם מורכבים ממולקולת סוכר, בסיס ספציפי וקבוצת פוספטים.
נוקלאוטידים משמשים בקוד הגנטי וסוגים רבים, כמו GTP, cAMP או ATP, מבצעים גם תפקודים חיוניים של תאים. מולקולות הענק RNA ו- DNA מורכבות בסך הכל מחמישה סוגים שונים של נוקלאוטידים.
פונקציה, אפקט ומשימות
נוקלאוטידים חשובים מאוד ליצירת תאים חדשים כמו גם למטבוליזם האנרגיה ומתפקדים גם כחומרים מסנג'רים. גוף לא יכול היה לתפקד ללא נוקלאוטידים.
בעזרת נוקלאוטידים, האורגניזם יכול להחזיר את תפקודו לאחר מחלה או פציעה. זה דורש הרבה חומרי בניין והרבה אנרגיה, עם זאת, אינם זמינים בכמויות מספיקות במקרה של מחסור בנוקלאוטידים. באופן כללי, נוקלאוטידים מבצעים את המשימות הבאות בגוף:
- מנשא אנרגיה: לשם כך אתה זקוק לקשרי האנהידריד, שהם בעלי אנרגיה גבוהה מאוד
- קודמים למוצרי סינתזה כמו RNA ו- DNA
- חלקים מקואנזימים: אלה חשובים לתהליך של תגובות כימיות שונות
- פונקציה של אפנון אלוסטרלי: על נוקלאוטידים המשימה לווסת את פעילותם של אנזימי מפתח
חינוך, התרחשות, תכונות וערכים מיטביים
נוקלאוטיד מורכב מהרכיבים הבאים:
- מונוסכריד, המורכב מחמישה אטומי פחמן ומכונה גם פנטוזה
- גם שאריות חומצה זרחתית
- מאחד מחמשת הנוקלאובאזים (אורציל, תימין, ציטוזין, גואנין, אדנין)
הסוכר מקושר לבסיס ולזרחן. אם פוספט נקשר לגרעין, נוצר הנוקלאוטיד הפשוט ביותר, מה שמכונה מונונוקליאוטיד. הפוספט יוצר קשר אסטר עם האטום 5-פחמן של הנוקלאוזיד על ידי פיצול מים. לכן נקראים נוקלאוטידים לעתים קרובות מאוד "אסטרים פוספטים של נוקלאוזידים".
אם מופקדים שאריות פוספט נוספות נוצרים נוקלאוזיד די או נוקלאוזיד טריפוספטים. בין הפוספטים נוצרים קשרים זרחתיים עם אנרגיה-אצטרידית, שיש להם אנרגיה רבה. ב- DNA משתמשים רק בתימין, ציטוזין, גואנין או אדנין, ואילו אורציל קיים ב- RNA במקום תימין. ישנם גם מספר בסיסים אחרים המכונים בסיסים נדירים מכיוון שהם נמצאים רק בכמויות קטנות מאוד בחומצות גרעין. אלה כוללים, למשל, בסיסים של הידרוקסילציה או מתילציה של פירין ופירימידין כמו פסאודורידין, דיהידרואורציל או 5-מתילציטוזין.
שלושה נוקלאוטידים המקושרים זה לזה מהווים את היחידה הקטנה ביותר הדרושה לקידוד המידע הגנטי ב- RNA או ב- DNA. יחידת מידע זו נקראת קודון. יש בעיקרון שני סוגים של נוקלאוטידים: נוקליאוטידים פירמידין ו נוקליאוטידים פורין. לנוקליאוטידים בפורין יש מערכת טבעת הטרוציקלית המורכבת משתי טבעות, נוקליאוטידים לפירימידין יש רק טבעת אחת.
נוקלאוטידים הם מרכיב טבעי במזון מן החי והצומח וניתן למצוא אותם בכל התאים. חומצות הגרעין הפולימריות שנבלעות במזון מתפרקות על ידי האורגניזם לנוקלאוטידים או נוקלאוזידים, אשר נספגים לאחר מכן במעי הדק. עם זאת, חומצות גרעין מופיעות בכמויות שונות במזון. בשיעורי השפכים יש שיעור גבוה מאוד, אך חומצות גרעין רבות מכילות גם בשר ודגים.
מחלות והפרעות
אנשים בריאים מסוגלים לקחת כמויות מספקות של תרכובות נוקלאוטידים מהמזון, למחזר אותם מתאים או לסנתז אותם באופן אנדוגני. אבל אם האספקה האנדוגנית אינה מספיקה, חשוב ביותר לקבל נוקלאוטידים עם המזון.
מעל לכל, רקמות בעלות דרישת אנרגיה גבוהה זקוקות לנוקלאוטידים בכמויות מספיקות. אלה כוללים, למשל, את המעיים, הכבד, מערכת החיסון, השרירים ומערכת העצבים. מחלות כרוניות שכיחות במיוחד ברקמות אלה. סוגי רקמות אחרים כמו המוח, לימפוציטים, אריתרוציטים או לויקוציטים אינם יכולים לסנתז נוקלאוטידים והם תלויים גם באספקת מזונות מסוימים. מומלצים נוקליאוטידים תזונתיים במצבי מחלה מסוימים או עם ספיגת נוקליאוטידים מופחתים על מנת לייעל את תפקוד הרקמות.
נוקלאוטידים שנבלעים במזון מעוררים את צמיחתם של ביפידובקטריה. יתר על כן, ניתן להפחית נגעים בדרכי העיכול ולהגדיל את אורך או צמיחתם של villi המעיים. במיוחד עם ילדים שגדלים מהר מאוד, עם פגיעות או זיהומים משמעותיים, נשאלת השאלה האם הסינתזה העצמית מספיקה בכדי לכסות צורך מוגבר בנוקלאוטידים. חלב אם מכיל שיעור גבוה יחסית של נוקלאוטידים, לכן גם תינוקות הניזונים מחלב אם צריכים לקבל צריכה מקבילה.
אם רצף הנוקליאוטידים של הגנים משתנה, אחד מדבר על מוטציה. לדוגמה, ניתן להחליף זוג נוקליאוטידים ב- DNA על ידי אחר. במקרה זה מדברים על מוטציה נקודתית או "מוטציה שקטה". אם זוג או גרעין נוקלאוטידים אובדים או מוכנסים זוגות, מחיקה או הכנסה מתרחשים בגן.
במקרים רבים, החלבון שנוצר אז הוא בעל מבנה שונה לחלוטין ואינו מסוגל לבצע את משימותיו. מוטציות יכולות להיגרם כתוצאה מחומרים מוטגניים או קרינה, או שהם יכולים להתרחש באופן ספונטני. זה יכול לשנות בסיסים בודדים ולפגוע ב- DNA.
