Nukleotid bu nima? Dnk zanjirida nukleotidlarning tarkibi, tarkibi, soni va navbati

Nukleotid - bu nima? DNK zanjirida nukleotidlarning tarkibi, tarkibi, soni va navbati
25.11.2017
Sayyoradagi barcha tirik mavjudotlar yadrodagi genetik ma'lumotlarga asoslanib, organizm tartibini saqlab turadigan ko'plab hujayralardan iborat. U murakkab yuqori molekulyar birikmalar bilan saqlanadi, amalga oshiriladi va uzatiladi - monomerik birliklardan tashkil topgan nuklein kislotalar - nukleotidlar. Nuklein kislotalarning ahamiyati ortiq emas. Ularning strukturasining barqarorligi organizmning normal hayotiy faoliyatini belgilaydi va strukturadagi har qanday o'zgarish hujayralardagi organizmdagi o'zgarishlarga, fiziologik jarayonlarning faolligiga va butun hujayraning hayotiyligiga olib keladi.

Nukleotid tushunchasi va uning xususiyatlari
Har bir DNK yoki RNK molekulasi kichik monomerik birikmalar - nukleotidlardan yig'iladi. Boshqacha qilib aytganda, nukleotid - bu hayotiy faoliyat davomida hujayra tomonidan zudlik bilan zarur bo'lgan nuklein kislotalari, koenzimlari va boshqa biologik birikmalar uchun qurilish materialidir.
Ushbu asosiy moddalarning asosiy xususiyatlari quyidagilardan iborat:
• oqsil strukturasi va meros xususiyati haqida ma'lumotni saqlash;
• o'sish va takrorlanishni nazorat qilish;
• hujayradagi metabolizm va boshqa ko'plab fiziologik jarayonlarda ishtirok etish.
Nukleotidin tarkibi
Nukleotidlar haqida so'z yuritar ekanmiz, ularning tuzilishi va tarkibi kabi muhim masala ustida to'xtalish mumkin emas.

Har bir nukleotid quyidagilardan iborat:
• shakar qoldiqlari;
• azotli asos;
• fosfat guruhi yoki fosforik kislota qoldig'i.
Nukleotidin murakkab organik birikma ekanligini aytish mumkin. Nukleotid strukturasida azotli asoslarning tur tarkibi va pentozaning turiga qarab, nuklein kislotalari quyidagilarga bo'linadi:
• deoksiribonuklein kislotasi yoki DNK;
• ribonuklein kislotasi yoki RNK.
Nuklein kislotalarning tarkibi
Nuklein kislotalarda shakar pentozani ifodalaydi. Bu besh karbonli shakar, DNKda deoksiriboz deb ataladi, RNKda - riboza. Har bir pentozadagi molekula beshta uglerod atomiga ega, ulardan to'rttasi kislorod atomiga ega bo'lib, besh a'zoli bir xalqqa, beshinchisi BUT-CH2 guruhida bo'ladi.
Pentoz molekulasidagi har bir uglerod atomining pozitsiyasi qon tomirlari (1C, 2C, 3C, 4C, 5C'lar) bilan arabcha raqam bilan ko'rsatiladi. Nuklein kislota molekulasidan irsiy ma'lumotlarni o'qib chiqishning barcha jarayoni qat'iy yo'nalishga ega bo'lgani uchun, uglerod atomlarining sonini aniqlash va ulardagi joylashuvi to'g'ri yo'nalishning bir ko'rinishi bo'lib xizmat qiladi.
Hidroksil guruhida fosfor kislotasi qoldig'i uchinchi va beshinchi uglerod atomlariga (3S' va 5S'ga) biriktiriladi. DNK va RNKning kislotalar guruhiga kimyoviy birikmasini belgilaydi.
Bir azotli tayanch shakar molekulasida birinchi uglerod atomiga (1S) biriktirilgan.
Azotli bazlarning tur tarkibi
Azotli bazasida DNK nukleotidlari to'rt tur bilan ifodalanadi:
• adenin (A);
• guanin (D);
• sitosin (C);
• timin (t).
Birinchi ikki purin sinfiga, oxirgi ikki - pirimidinlarga tegishlidir. Molekulyar og'irlikdagi purin har doim pirimidindan og'irroqdir.

Azotli asosda RNK nukleotidi taqdim etiladi:
• adenin (A);
• guanin (D);
• sitosin (C);
• uratsil (V).
Urazil, timin kabi, pirimidin asosdir.
Ilmiy adabiyotlarda azotli bazalarning boshqa nomini topish mumkin - lotin harflarida (A, T, C, G, U).
Puarinlar va pirimidinlarning kimyoviy tuzilishini batafsil ko'rib chiqaylik.

Pirimidinlar, ya'ni sitozin, timin va urasil, ikkita azot atomlari va to'rtta uglerod atomlari bilan ifodalanadi, ular olti a'zoli bir xalqqa hosil qiladi. Har bir atomning o'z raqamlari 1 dan 6 gacha.
Purinlar (adenin va guanin) pirimidin va imidazol yoki ikkita heterosiklikdan tashkil topgan. Purin bazalarining molekulasi to'rtta azot atomlari va beshta uglerod atomlari bilan ifodalanadi. Har bir atom 1 dan 9 gacha raqamlangan.
Azot bazasini va pentozaning qoldig'ini birlashtirish natijasida nukleosid hosil bo'ladi. Nukleotid nukleosid va fosfat guruhining birikmasidir.
Fosfodiesterlar orasidagi bog'lanish
Nukleotidlarning polipeptid zanjiriga qanday qo'shilishiga va nuklein kislota molekulalarini hosil qilishiga oid savolni tushunish muhimdir. Bu fosfodiesterlar orasidagi aloqalar tufayli sodir bo'ladi.
Ikki nukleotidning o'zaro ta'siri dinukleotid beradi. Yangi tarkibning shakllanishi bir monomerning fosfat qoldig'i va boshqa pentozaning gidroksil guruhi o'rtasida fosfodiester aloqasi paydo bo'lganda kondansasyon natijasida yuzaga keladi.
Polinukleotidin sintezi bu reaktsiyaning takroriy takrorlanishi (bir necha million marta). Uchinchi va beshinchi karbon shakarlari (3S' va 5S'lar) o'rtasida fosfodiester aloqalarini shakllantirish orqali polinukleotid zanjiri quriladi.
Polinükleotidin montajı, erkin bir hidroksi guruhi bo'lgan, faqat bitta uchidan (3') zanjir o'sishini ta'minlaydigan enzim DNK polimerazının ishtirokini o'z ichiga olgan murakkab bir jarayondir.
DNKning molekulyar tuzilishi
DNK molekulasi va oqsil kabi birlamchi, ikkilamchi va uchinchi tuzilishga ega bo'lishi mumkin.

DNK zanjirida nukleotidlar ketma-ketligi uning asosiy tuzilishini belgilaydi. Ikkilamchi tarkib vodorod bog'lari orqali hosil bo'ladi, ular bir-birini to'ldirish tamoyiliga asoslanadi. Boshqacha qilib aytganda, DNKning ikki sarmoyasini sintez qilish jarayonida ma'lum bir muntazamlik amal qiladi: bir zanjirning adenini boshqasining timiniga, guanini - sitosinga va aksincha. Adenin, timin yoki guanin va sitosin juftlari ikkitadan vodorod aloqasi bilan hosil qilinadi, ikkinchisi esa uchta. Nukleotidlarning bunday kombinatsiyasi zanjirlar va ular orasidagi masofani mustahkam bog'lash imkonini beradi.
DNK zanjirining bir nukleotidlarining ketma-ketligini bilish bir-birini to'ldirish yoki qo'shimcha qilish tamoyiliga ko'ra, ikkinchisini bajarishi mumkin.
DNKning uchinchi tuzilishi murakkab uch o'lchovli birikmalar orqali hosil bo'ladi, bu esa molekulani yanada ixcham va kichik hujayra hajmiga joylashtirish imkonini beradi. Misol uchun, E. coli DNKning uzunligi 1 dan ortiq bo'lsa, hujayra uzunligi 5 mm dan kamroq.
DNKdagi nukleotidlar soni, ya'ni ularning nisbiy nisbati Chergaf qoidalariga bo'ysunadi (purinli bazalar soni har doim pirimidinlar soniga teng). Nukleotidlar orasidagi masofa 0,34 nm ga teng bo'lgan doimiy qiymat va ularning molekulyar og'irligi.
RNK molekulalarining tuzilishi
RNK pentoz (bu holda, ribose) va fosfat qoldig'i o'rtasida kovalent bog'lanishlar orqali hosil qilingan yagona polinukleotid iplari bilan ifodalanadi. Uzoq vaqt davomida u DNKdan ko'ra ancha qisqa. Nukleotiddagi azotli asoslarning tur tarkibi ham farqlanadi. RNKda timinning pirimidin asosli o'rniga urasil ishlatiladi. Tanadagi funktsiyalarga qarab, RNK uch turga ega bo'lishi mumkin.

• Ribozomal (rRNA) - odatda 3000dan 5000 nukleotidlariga ega. Kerakli tarkibiy qism sifatida u hujayradagi eng muhim jarayonlardan biri, oqsil biosintezi bo'lgan ribosomaning faol markazini shakllantirishda ishtirok etadi.
Transport (tRNA) - o'rtacha 75-95 nukleotidlardan iborat bo'lib, kerakli amino kislotaning ribosomada polipeptid sintezi maydoniga o'tkazilishini amalga oshiradi. Har bir tRNA turi (kamida 40) o'ziga xos, o'ziga xos bo'lgan monomerlar yoki nukleotidlar ketma-ketligiga ega.
• Informatsion (mRNA) - nukleotid tarkibida juda xilma-xildir. Genetik ma'lumotni DNK dan ribosomalarga o'tkazadi, protein molekulalarini sintez qilish uchun matritsa vazifasini bajaradi.
Tanadagi nukleotidlarning roli
Hujayra ichidagi nukleotidlar bir qator muhim funktsiyalarni bajaradi:
• nuklein kislotalarning (purin va pirimidin nukleotidlari) qurilish bloklari sifatida ishlatiladi;
• hujayradagi ko'plab metabolik jarayonlarda ishtirok etish;
• hujayralardagi energiyaning asosiy manbai bo'lgan ATPning bir qismidir;
• hujayralardagi (NAD +, NADP +, FAD, FMN) ekvivalentlarini kamaytirish tashuvchilari sifatida harakat qilish;
• Bioregulyatorlar vazifasini bajarish;
• hujayra tashqari oddiy sintezning ikkinchi xabarchilari (masalan, cAMP yoki cGMP) sifatida ko'rib chiqilishi mumkin.
Nukleotid - bu murakkab birikmalar - nuklein kislotalarni shakllantirgan monomer jinsiy birlik bo'lib, unda genetik ma'lumotlarning uzatilishi, uni saqlash va ko'paytirish mumkin emas. Erkin nukleotidlar hujayralar va umuman organizmning normal hayotiy faoliyatini qo'llab-quvvatlovchi signalizatsiya va energiya jarayonlarida ishtirok etadigan asosiy komponentlardir.