Nukleotydy DNA

Czym są nukleotydy DNA?

Nukleotydy są podstawowym budulcem kwasów nukleinowych, w tym DNA i RNA. Łącząc ze sobą miliony pojedynczych nukleotydów, twoje komórki mogą tworzyć długie łańcuchy polinukleotydowe. DNA jest dwuniciowy, podczas gdy RNA składa się z jednej nici i jest złożony z dużo krótszego łańcucha nukleotydów.

Oprócz tworzenia nici DNA i RNA, nukleotydy mogą odgrywać jeszcze jedną ważną rolę: rolę cząsteczki magazynującej energię. Najbardziej powszechnym typem nukleotydu do przechowywania energii jest adenozynotrójfosforan, czyli ATP.

W nukleotydach takich jak ATP, energia jest przechowywana w wiązaniach fosfoanhydrydowych pomiędzy trzema grupami fosforanowymi. Te wiązania wymagają energii do utworzenia, więc komórki w twoim ciele mogą używać tych wiązań jak baterii do przechowywania dodatkowej mocy. Kiedy komórka chce uzyskać dostęp do tej przechowywanej mocy, usuwa grupę fosforanową poprzez zerwanie wiązań fosfoanhydrydowych w celu uwolnienia energii, w procesie zwanym hydrolizą.

Jaka jest struktura nukleotydów?

Nukleotydy składają się z trzech podjednostek. Pierwszą podjednostką jest baza, która zawiera element azotu. Te azotowe zasady występują w dwóch odmianach: pochodne pirymidyny, do których należą tymina i cytozyna, oraz pochodne puryny, do których należą guanina i adenina. Wiązania wodorowe pomiędzy tymi zasadami pozwalają dwóm niciom DNA połączyć się ze sobą i utworzyć podwójną helisę. Istnieje również piąty typ zasady o nazwie uracyl, który jest pochodną pirymidyny występującą tylko w RNA.

Drugą podjednostką nukleotydu jest cząsteczka cukru zawierająca pierścień z pięcioma atomami węgla. W przypadku nukleotydów DNA, ten typ cząsteczki cukru nazywany jest deoksyrybozą – co reprezentuje litera „D” w DNA. Nukleotydy RNA zawierają inny cukier zwany rybozą, dlatego cząsteczka ta jest określana jako kwas rybonukleinowy.

Jeśli połączysz zasadę azotową z pięciowęglowym cukrem, otrzymasz nukleozyd (z literą 's’). Aby utworzyć nukleotyd (z literą 't’), potrzebna jest trzecia podjednostka: grupa fosforanowa. Grupa fosforanowa składa się z atomu fosforu połączonego z czterema atomami tlenu. Kiedy nukleotydy nie są przyłączone do DNA, mogą zawierać do trzech grup fosforanowych. Jednakże liczba fosforanów obecnych w jednym nukleotydzie DNA jest mniejsza: gdy jest on częścią nici DNA, nukleotyd zawiera tylko jedną grupę fosforanową.

How Do Nucleotides in DNA Pair?

Nukleotydy łączą się w pary w bardzo specyficzny sposób, w zależności od rodzaju zasady azotowej, którą zawierają. Każda para nukleotydów DNA będzie się składać z jednej pirymidyny i jednej puryny. Ze względu na strukturę chemiczną różnych zasad, adenina (A) zawsze będzie łączyć się z tyminą (T), a guanina (G) z cytozyną (C). To samo dotyczy RNA z wyjątkiem tego, że A zawsze łączy się w pary z bliskim krewnym tyminy, uracylem (U).

Łącznikiem, który łączy dwie zasady jest wiązanie wodorowe. Pary zasad A-T są związane razem przez dwa wiązania wodorowe, podczas gdy pary zasad G-C są związane razem przez trzy wiązania wodorowe. Te pary zasad tworzą szczeble skręconej drabiny (lub podwójnej helisy) DNA i przyczyniają się do powstania złożonej struktury RNA.

Jaką rolę odgrywają nukleotydy DNA w sekwencjonowaniu DNA?

Nukleotydy DNA zawierają cztery zasady azotowe: adeninę (A), tyminę (T), guaninę (G) i cytozynę (C). Zasady te są przedstawiane jako As, Ts, Gs i Cs podczas opisywania sekwencji DNA. Specyficzna sekwencja tych czterech liter w twoim genomie przekazuje ogromne ilości informacji, podobnie jak seria jedynek i zer może powiedzieć komputerowi, jak uruchomić złożony program.

Naukowcy mogą określić kolejność nukleotydów w cząsteczce DNA poprzez proces zwany sekwencjonowaniem DNA. Dzięki sekwencjonowaniu DNA można odkryć wiele użytecznych informacji o sobie, takich jak to, czy jest się predysponowanym do pewnych chorób i z jakich regionów geograficznych mogli pochodzić przodkowie.