DNA-nukleotider

Vad är DNA-nukleotider?

Nukleotider är de grundläggande byggstenarna i nukleinsyror, inklusive DNA och RNA. Genom att koppla samman miljontals enskilda nukleotider kan dina celler bilda långa polynukleotidkedjor. DNA är dubbelsträngat, medan RNA består av en enkelsträng och består av en mycket kortare kedja av nukleotider.

Förutom att bilda DNA- och RNA-strängar kan nukleotider spela en annan viktig roll: rollen som energilagringsmolekyl. Den vanligaste typen av nukleotid för energilagring kallas adenosintrifosfat, eller ATP.

I nukleotider som ATP lagras energin i fosforanhydridbindningarna mellan de tre fosfatgrupperna. Dessa bindningar kräver energi för att bildas, så cellerna i din kropp kan använda dessa bindningar som ett batteri för att lagra extra energi. När cellen vill komma åt den lagrade energin tar den bort en fosfatgrupp genom att bryta fosforanhydridbindningarna för att frigöra energin, genom en process som kallas hydrolys.

Vad är nukleotidernas struktur?

Nukleotider består av tre underenheter. Den första underenheten är en bas som innehåller grundämnet kväve. Dessa kvävebaserade baser finns i två varianter: pyrimidinderivat, som inkluderar tymin och cytosin, och purinderivat, som inkluderar guanin och adenin. Det är vätebindningarna mellan dessa baser som gör att de två DNA-strängarna kan binda till varandra och bilda en dubbelspiral. Det finns också en femte typ av bas som heter uracil, vilket är ett pyrimidinderivat som endast finns i RNA.

Den andra delen av en nukleotid är en sockermolekyl som innehåller en ring med fem kolatomer. För DNA-nukleotider kallas denna typ av sockermolekyl för deoxyribose – vilket är vad ”D” i DNA står för. RNA-nukleotider innehåller ett annat socker som heter ribose, vilket är anledningen till att molekylen kallas ribonukleinsyra.

Om man kombinerar en kvävebaserad bas med ett socker med fem kolhydrater får man en nukleosid (med ett ”s”). För att bilda en nukleotid (med ett ”t”) behöver man en tredje underenhet: en fosfatgrupp. En fosfatgrupp består av en fosforatom som är bunden till fyra syreatomer. När nukleotider inte är bundna till DNA kan de innehålla upp till tre fosfatgrupper. Antalet fosfater som finns i en nukleotid i DNA är dock lägre: när den ingår i en DNA-sträng innehåller en nukleotid endast en fosfatgrupp.

Hur parar sig nukleotider i DNA?

Nukleotider parar sig på ett mycket specifikt sätt, beroende på vilken typ av kvävebas de innehåller. Varje DNA-nukleotidpar kommer att bestå av ett pyrimidin och ett purin. På grund av de olika basernas kemiska strukturer kommer adenin (A) alltid att binda med tymin (T) och guanin (G) kommer att binda med cytosin (C). Samma sak gäller för RNA förutom att A alltid parar sig med en nära släkting till tymin, uracil (U).

Länken som förbinder de två baserna är en vätebindning. A-T-baspar är bundna till varandra med två vätebindningar, medan G-C-baspar är bundna till varandra med tre vätebindningar. Dessa baspar bildar stegen i DNA:s tvinnade stege (eller dubbelhelix) och bidrar till RNA:s veckade struktur.

Vilken roll spelar DNA-nukleotider i DNA-sekvensering?

DNA-nukleotider innehåller fyra kvävehaltiga baser: adenin (A), tymin (T), guanin (G) och cytosin (C). Dessa baser representeras som As, Ts, Gs och Cs när man beskriver en DNA-sekvens. Den specifika sekvensen av dessa fyra bokstäver i ditt genom förmedlar stora mängder information, på samma sätt som en serie ettor och nollor kan tala om för en dator hur ett komplext program ska köras.

Vetenskapsmän kan bestämma ordningen på nukleotiderna i en DNA-molekyl genom en process som kallas DNA-sekvensering. Genom att låta sekvensera ditt DNA kan du avslöja massor av användbar information om dig själv, t.ex. om du kan vara predisponerad för vissa sjukdomar och vilka geografiska områden dina förfäder kan ha kommit ifrån.