DNS nukleotidok

Mi a DNS nukleotidok?

A nukleotidok a nukleinsavak, köztük a DNS és az RNS alapvető építőkövei. Egyedi nukleotidok millióinak összekapcsolásával a sejtek hosszú polinukleotidláncokat tudnak alkotni. A DNS kétszálú, míg az RNS egyszálú, és sokkal rövidebb nukleotidláncból áll.

A DNS- és RNS-szálak kialakításán kívül a nukleotidok egy másik fontos szerepet is betölthetnek: az energiatároló molekula szerepét. Az energiatárolásra szolgáló nukleotidok leggyakoribb típusa az adenozin-trifoszfát, azaz az ATP.

Az ATP-hez hasonló nukleotidokban az energia a három foszfátcsoport közötti foszfohidridkötésekben tárolódik. Ezeknek a kötéseknek a kialakulásához energiára van szükségük, így a testünk sejtjei ezeket a kötéseket akkumulátorként használhatják az extra energia tárolására. Amikor a sejt hozzá akar férni a tárolt energiához, egy hidrolízisnek nevezett folyamat során a foszfátcsoportot eltávolítja a foszfohidridkötések felbontásával, hogy felszabadítsa az energiát.

Mi a nukleotidok szerkezete?

A nukleotidok három alegységből állnak. Az első alegység a bázis, amely a nitrogén elemet tartalmazza. Ezeknek a nitrogéntartalmú bázisoknak két fajtája van: a pirimidin-származékok, amelyek közé tartozik a timin és a citozin, és a purin-származékok, amelyek közé tartozik a guanin és az adenin. Az e bázisok közötti hidrogénkötések teszik lehetővé, hogy a DNS két szála egymáshoz kapcsolódjon és kettős spirált alkosson. Van egy ötödik bázistípus is, az uracil, amely egy pirimidin-származék, amely csak az RNS-ben található.

A nukleotid második alegysége egy cukormolekula, amely egy öt szénatomból álló gyűrűt tartalmaz. A DNS-nukleotidok esetében a cukormolekula típusát dezoxiribóznak nevezik – ezt jelenti a “D” a DNS-ben. Az RNS-nukleotidok egy másik cukrot, a ribózt tartalmazzák, ezért nevezik a molekulát ribonukleinsavnak.

Ha egy nitrogénbázist öt szénatomos cukorral kombinálunk, akkor nukleozidot kapunk (s betűvel). Ahhoz, hogy nukleotidot (t-vel) alkossunk, szükség van egy harmadik alegységre: egy foszfátcsoportra. A foszfátcsoport egy foszforatomból áll, amely négy oxigénatomhoz kapcsolódik. Ha a nukleotidok nem kapcsolódnak a DNS-hez, akár három foszfátcsoportot is tartalmazhatnak. A DNS egy nukleotidjában található foszfátcsoportok száma azonban alacsonyabb: amikor egy DNS-szál része, egy nukleotid csak egy foszfátcsoportot tartalmaz.

Hogyan párosodnak a nukleotidok a DNS-ben?

A nukleotidok nagyon specifikus módon párosodnak, attól függően, hogy milyen típusú nitrogénbázist tartalmaznak. Minden DNS-nukleotidpár egy pirimidinből és egy purinból áll. A különböző bázisok kémiai szerkezete miatt az adenin (A) mindig timinnel (T), a guanin (G) pedig citozinnal (C) fog kapcsolódni. Ugyanez igaz az RNS-re is, kivéve, hogy A mindig a timin közeli rokonával, az uracillal (U) párosul.

A két bázist összekötő kapocs a hidrogénkötés. Az A-T bázispárokat két hidrogénkötés köti össze, míg a G-C bázispárokat három hidrogénkötés. Ezek a bázispárok alkotják a DNS csavart létrájának (vagy kettős spiráljának) lépcsőit, és hozzájárulnak az RNS hajtogatott szerkezetéhez.

Milyen szerepet játszanak a DNS-nukleotidok a DNS-szekvenálásban?

A DNS-nukleotidok négy nitrogéntartalmú bázist tartalmaznak: adenin (A), timin (T), guanin (G) és citozin (C). Ezeket a bázisokat a DNS-szekvencia leírásakor As, Ts, Gs és Cs alakban ábrázoljuk. E négy betű sajátos sorrendje a genomban hatalmas mennyiségű információt közvetít, hasonlóan ahhoz, ahogyan az egyesek és nullák sorozata megmondja a számítógépnek, hogyan futtasson le egy összetett programot.

A tudósok a DNS-molekulában lévő nukleotidok sorrendjét a DNS-szekvenálásnak nevezett eljárással tudják meghatározni. A DNS-szekvenálással rengeteg hasznos információt tudhatsz meg magadról, például azt, hogy hajlamos vagy-e bizonyos betegségekre, és hogy milyen földrajzi régiókból származhatnak az őseid.