A nukleotid a bázikus alkotóeleme ribonukleinsav (RNS) vagy dezoxiribonukleinsav (DNS), amelynek van bázisa, cukorvagy foszfát összetevő. A sejtekben a nukleotidok létfontosságú funkciókkal rendelkeznek, és részt vesznek például a hormonális jelátvitelben vagy az energiatermelésben.
Mik azok a nukleotidok?
A nukleotidok az RNS és a DNS alapvető építőkövei. Ezek egy cukor molekula, egy meghatározott bázis és a foszfát csoport. A genetikai kódban nukleotidokat használnak, és számos típus, például a GTP, a cAMP és az ATP, szintén létfontosságú sejtfunkciókat lát el. Az óriás molekulák Az RNS vagy DNS összesen öt különböző nukleotidfajból áll.
Funkció, hatás és feladatok
A nukleotidok nagyon fontosak az új sejtek képződésében is energia anyagcserét és messenger anyagként is funkcionálnak. Nukleotidok nélkül a test nem működhet. A szervezet nukleotidok segítségével helyreállíthatja működését betegségek vagy sérülések után. Ehhez sok építőanyagra és sok energiára van szükség, amelyek azonban nukleotidhiány esetén nem állnak rendelkezésre elegendő mennyiségben. A nukleotidok általában a következő funkciókat látják el a testben:
- Energiahordozó: ehhez az anhidridkötésekre van szükség, amelyek nagyon magas energiával rendelkeznek.
- A szintézistermékek, például az RNS és a DNS prekurzorai.
- Koenzimek részei: ezek fontosak a különféle kémiai reakciók során.
- Alloszterikus modulációs funkció: a nukleotidok feladata a kulcsfontosságú enzimek aktivitásának szabályozása
Kialakulás, előfordulás, tulajdonságok és optimális értékek
A nukleotid a következő komponensekből áll:
- 5 C-atomból álló monoszacharid, más néven pentóz.
- Foszforsavmaradék és
- Az összesen öt nukleobázis (uracil, timin, citozin, guanin, adenin) egyikéből.
A cukor ezáltal kapcsolódik az alaphoz és foszfor. Amikor foszfát egy nukleozidhoz kapcsolódik, a legegyszerűbb nukleotid, az úgynevezett mononukleotid képződik. Alatt víz hasadáskor a foszfát egy észter kötődik a nukleozid 5-C atomjával. Ezért a nukleotidokat nagyon gyakran „nukleozidok foszfát-észtereinek” nevezik. További foszfátmaradékok hozzáadása esetén nukleozid-di- vagy nukleozid-trifoszfátok képződnek. A nagy energiájú foszfátok között foszforsavanhidrid kötések jönnek létre. A DNS-ben csak a timint, a citozint, a guanint és az adenint alkalmazzák, míg az RNS-ben az uracil van jelen a timin helyett. Számos más is létezik bázisok amelyeket ritka bázisoknak neveznek, mert jelen vannak nukleinsavak csak nagyon kis mennyiségben. Ide tartoznak például a hidroxilezett vagy metilezett purin, valamint a pirimidin bázisok például pszeudouridin, dihidrouracil vagy 5-metil-citozin. Három egymással összekapcsolt nukleotid alkotja a legkisebb egységet, amely szükséges a genetikai információ kódolásához RNS-ben vagy DNS-ben. Ezt az információegységet kodonnak nevezzük. Alapvetően kétféle nukleotidot különböztetünk meg: a pirimidin-nukleotidokat és a purin-nukleotidokat. A purin-nukleotidok heterociklusos gyűrűrendszere két gyűrűből áll, míg a pirimidin-nukleotidok csak egy gyűrűből állnak. A nukleotidok az állati és növényi táplálék természetes összetevői, és minden sejtben megtalálhatók. A polimer nukleinsavak az étellel elfogyasztott szervezet lebontja nukleotidokká vagy nukleozidokká, amelyek ezt követően felszívódnak a vékonybél. Azonban, nukleinsavak az ételekben változó mennyiségben fordulnak elő. A belsőségek aránya nagyon magas, de a hús és a hal is sok nukleint tartalmaz savak.
Betegségek és rendellenességek
Az egészséges emberek képesek elegendő mennyiségű nukleotidvegyületet felszívni az ételből, újrahasznosítani a sejtekből vagy endogén úton szintetizálni őket. Ha azonban az endogén ellátás nem elegendő, akkor rendkívül fontos a nukleotidok fogyasztása a diéta. Különösen a nagy energiaigényű szöveteknek kell elegendő mennyiségben nukleotidok. Ide tartoznak például a belek, a máj, a immunrendszer, az izmok és a idegrendszer. Krónikus betegségek különösen gyakran fordulnak elő ezekben a szövetekben. Más szövettípusok, mint például a agy, limfociták, vörösvértesteket or leukociták nem képes szintetizálni a nukleotidokat, és bizonyos élelmiszereken keresztül történő ellátástól is függ. Bizonyos betegségekben vagy amikor a nukleotidfelvétel csökken, étrendi nukleotidok ajánlottak a szövetek működésének optimalizálása érdekében. Az étrendi nukleotidok serkentik a bifidobaktériumok növekedését. Továbbá a gyomor-bél traktus elváltozásai is csökkenthetők, és a bélbolyhok hossza vagy növekedése megnőhet. Különösen azoknál a gyermekeknél, akik nő nagyon gyorsan, súlyos sérülések vagy fertőzések esetén felmerül a kérdés, hogy az önszintézis elegendő-e a megnövekedett nukleotidigény kielégítésére. Anyatej viszonylag magas arányban tartalmaz nukleotidokat, ezért az anyatejjel táplált csecsemőknek is megfelelő ellátással kell rendelkezniük. Ha a gének nukleotidszekvenciája megváltozik, akkor ezt mutációnak nevezzük. Például a DNS egyik nukleotidpárját egy másik helyettesítheti. Ebben az esetben pontmutációról vagy „néma mutációról” beszélünk. Ha egy vagy több nukleotidpár elvész, vagy párokat inszertálnak, akkor deléció vagy inszerció történik egy gén. Sok esetben a képződött fehérje teljesen más szerkezetű, és nem képes ellátni funkcióit. A mutációkat vagy mutagén anyagok vagy sugárzás okozhatja, vagy spontán is előfordulhatnak. Ennek eredményeként egyéni bázisok megváltoztatható és károsodhat a DNS.
