nukleotidok

Mint nukleotid A ribonukleinsav (RNS) vagy dezoxiribonukleinsav (DNS) bázikus építőeleme, amelynek bázis, cukor vagy foszfát komponense van. A sejtekben a nukleotidok létfontosságú funkciókat látnak el, és például a hormonális jelátvitelben vagy az energiatermelésben vesznek részt.

Mik a nukleotidok?

A nukleotidok az RNS és a DNS alapvető építőkövei. Ezek egy cukormolekulából, egy specifikus bázisból és egy foszfátcsoportból állnak.

A nukleotidokat a genetikai kódban használják, és sok típus, mint például a GTP, a cAMP vagy az ATP, szintén ellátja az életfontosságú sejtfunkciókat. Az óriás RNS és a DNS molekulák összesen öt különféle nukleotidból állnak.

Funkció, hatás és feladatok

A nukleotidok nagyon fontosak az új sejtek képződéséhez, valamint az energia anyagcseréhez, és hírvivő anyagként is funkcionálnak. Egy test nem tudna működni nukleotidok nélkül.

Nukleotidok segítségével a szervezet helyreállíthatja funkcióját betegség vagy sérülés után. Ehhez sok építőanyag és sok energiára van szükség, amelyek azonban nukleotidok hiányában nem állnak rendelkezésre elegendő mennyiségben. A nukleotidok általában a következő feladatokat látják el a testben:

• Energiahordozó: Ehhez szükségesek az anhidrid kötésekre, amelyek nagyon magas energiatartalmúak
• A szintézis termékek prekurzorai, például RNS és DNS
• A koenzimek részei: Ezek fontosak a különféle kémiai reakciók folyamatában
• Alloszterikus modulációs funkció: a nukleotidok feladata a kulcs enzimek aktivitásának szabályozása

Oktatás, előfordulás, tulajdonságok és optimális értékek

A nukleotid a következő komponensekből áll:

• egy monoszacharid, amely 5 szénatomból áll, és pentóz néven is ismert
• egy foszforsav-maradékot is
• az öt nukleáris bázis egyikéből (uracil, timin, citozin, guanin, adenin)

A cukor kapcsolódik az alaphoz és a foszforhoz. Ha a foszfát nukleozidhoz kötődik, akkor a legegyszerűbb nukleotid, az úgynevezett mononukleotid képződik. A foszfát észterkötést képez a nukleozid 5-szénatomjával a víz elválasztásával. Ezért a nukleotidokat gyakran "nukleozidok foszfát-észtereinek" nevezik.

További foszfátmaradékok lerakódásakor nukleozid-di- vagy nukleozid-trifoszfátok képződnek. A foszfátok között foszfor-anhidrid kötések alakulnak ki, amelyek nagy energiát mutatnak. A DNS-ben csak a timint, a citozint, a guanint vagy az adenint használják, míg az RNS-ben az uracil a timin helyett van jelen. Számos más bázis is ismert ritka bázisokként, mivel ezek csak nagyon kis mennyiségben találhatók a nukleinsavakban. Ide tartoznak például a hidroxilezett vagy metilezett purin- és pirimidinbázisok, például pszeudouridin, dihidrouracil vagy 5-metil-citozin.

Három egymással összekapcsolt nukleotid alkotja a legkisebb egységet, amelyre szükség van a genetikai információ kódolásához az RNS-ben vagy a DNS-ben. Ezt az információs egységet kodonnak hívják. Alapvetően kétféle nukleotid létezik: pirimidin nukleotidok és purin nukleotidok. A purin nukleotidok heterociklusos gyűrűrendszerrel rendelkeznek, amely két gyűrűből áll, a pirimidin nukleotidoknak csak egy gyűrűjük van.

A nukleotidok az állati és növényi ételek természetes alkotóelemei, és minden sejtben megtalálhatók. Az élelmiszerekkel bevitt polimer nukleinsavakat a szervezet lebontja nukleotidokká vagy nukleozidokká, amelyeket azután a vékonybélben felszívódnak. A nukleinsavak azonban különböző mennyiségben fordulnak elő az élelmiszerekben. A belsőségek aránya nagyon magas, de sok nukleinsav húsot és halat is tartalmaz.

Betegségek és rendellenességek

Az egészséges emberek képesek elegendő mennyiségű nukleotid vegyületet bevenni az ételekből, újrahasznosítani azokat a sejtekből vagy endogén módon szintetizálni. Ha azonban az endogén ellátás nem elegendő, rendkívül fontos, hogy nukleotidokat kapjon az ételhez.

Mindenekelőtt a nagy energiaigényű szöveteknek megfelelő mennyiségű nukleotidra van szükségük. Ide tartoznak például a belek, a máj, az immunrendszer, az izmok és az idegrendszer. A krónikus betegségek különösen gyakoriak ezekben a szövetekben. Más szövettípusok, mint például az agy, a limfociták, az eritrociták vagy a leukociták nem képesek szintetizálni a nukleotidokat, és tápláléktól is függnek. Az étkezési nukleotidok bizonyos betegségek esetén vagy csökkent nukleotidfelvétel ajánlottak a szövetek működésének optimalizálása érdekében.

Az ételekkel bevitt nukleotidok stimulálják a bifidobaktériumok szaporodását. Ezenkívül csökkenthetjük a gyomor-bél traktus sérüléseit, és megnövelhetjük a bélbél hosszát vagy növekedését. Különösen a nagyon gyorsan növekvő, súlyos sérülésekkel vagy fertőzésekkel küzdő gyermekek esetében merül fel a kérdés, vajon az önszintézis elegendő-e a megnövekedett nukleotid-igény kielégítéséhez. Az anyatej viszonylag nagy arányban tartalmaz nukleotidokat, tehát az anyatejjel táplált csecsemőknek szintén megfelelő bevitelt kell kapniuk.

Ha a gének nukleotidszekvenciája megváltozik, akkor egy mutációról beszélünk. Például egy DNS nukleotidpár helyettesíthető egy másikval. Ebben az esetben egy pontmutációról vagy egy "néma mutációról" beszélünk. Ha egy vagy több nukleotidpár elveszik, vagy ha párokat beillesztenek, akkor deléció vagy beiktatás történik egy génen belül.

Sok esetben a képződött fehérje szerkezete teljesen más, és nem képes ellátni feladatait. A mutációt mutagén anyagok vagy sugárzás okozhatja, vagy spontán is előfordulhat. Ez megváltoztathatja az egyes bázisokat és károsíthatja a DNS-t.