Nukleotidi

Nukleotidi on orgaaninen molekyyli , joka koostuu nukle- happoa emäksen (tai typpipitoisen emäksen ), sellaisen ose viisi hiiliatomia, kutsutaan pentoosi , yhdistys, joka muodostaa nukleosidi , ja lopuksi yhdestä kolmeen fosfaatti ryhmää .

Adenosiinitrifosfaatti , niin sanottu ATP , on nukleotidisekvenssi, jonka hydrolyysi muodossa ADP ja fosfaatin vapauttaa sellaisen määrän energiaa käytetään aktiivisuuden eläinsolu  ; yleisemmin, dNTP: n ( ATP , GTP , CTP , UTP ) muodossa nukleotideilla on keskeinen rooli aineenvaihdunnassa . Nukleotidit osallistuvat myös solujen signalointiin . Jotkut ovat biokemiallisten reaktioiden kofaktoreita tai koentsyymejä .

Nukleotidit ovat nukleiinihapon , kuten DNA: n tai RNA: n, rakennuspalikka .

Rakenne

Nukleotidi koostuu kolmesta osasta:

1. nukleiiniemäs, joka vaihtelee nukleotidityypin mukaan ( puriini tai pyrimidiini ), joka on kiinnittynyt deoksiriboosin 1'-hiiliatomiin;
2. sokeri , jossa on viisi hiiliatomia;
3. fosfaattiryhmän (tai fosforihappo), sama nukleotidien DNA: n ja RNA: n, joka on liitetty 5'-hiiliatomin deoksiriboosin, (ja 3'-hiiliatomin deoksiriboosin seuraavien nukleotidi).

Niitä kutsutaan ribonukleotideiksi, jos sokeri on riboosi, tai deoksiribonukleotideiksi, jos sokeri on deoksiriboosia.

Metabolinen muodostumisreitti

In vivo nukleotidit voidaan syntetisoida de novo tai kierrättää kierrätysreiteillä. Nukleotidit hajoavat, jotta hyödyllisiä osia voidaan käyttää uudelleen synteettisissä reaktioissa uusien nukleotidien luomiseksi. Maksa on tärkein elin neljän nukleotidin de novo -synteesissä.

De novo -nukleotidisynteesissä käytetyt komponentit ovat peräisin hiilihydraatti- ja aminohappometabolian biosynteettisistä esiasteista sekä ammoniakista ja hiilidioksidista . Pyrimidiinien ja puriinien de novo -synteesi seuraa kahta eri reittiä.

• Pyrimidiinejä ensin syntetisoidaan ja aspartaatin ja karbamoyylifosfaatti sytoplasmassa, yhteisen esiasteen syklinen rakenne oroottihappo , jona yksikkö ribosyyli fosforyloitu on liitetty niin, että kovalenttinen .
• Kuitenkin, puriinit ensin syntetisoidaan sokeri matriisi, johon syklinen synteesi tapahtuu.

Vertailun vuoksi puriinin ja pyrimidiininukleotidien synteesit suoritetaan useilla entsyymeillä solun sytoplasmassa eikä tietyssä organellissa.

Nukleotidit DNA: ssa ja RNA: ssa

Nukleotidit ovat nukleiinihapon , kuten DNA: n tai RNA: n, rakennuspalikka . Nämä kaksi tyyppiä koostuvat vastaavasti tasaisesti deoksiriboosista ja riboosista , typpipitoinen emäs on kuitenkin vaihteleva.

DNA: ssa läsnä oleva sokeri (tai ose , tarkemmin sanottuna tässä pentoosi ) on β- D -2'-deoksiriboosi . Etuliite "deoksi" tarkoittaa, että on yksi hydroksyyliryhmä (-OH) vähemmän. Itse asiassa, 2-asemassa kaikki komponentin sokerit DNA, hydroksyyli on korvattu atomilla on vety (H). Sitä vastoin hydroksyyli pysyy läsnä RNA: ssa, jossa ose on riboosi .

Nukleotidit on kytketty toisiinsa fosfodiesterisidoksilla . Sitova entsyymi on DNA : n tapauksessa DNA-polymeraasi , joka kopioi olemassa olevan DNA-juosteen, ja RNA-polymeraasi RNA: lle, joka luo RNA-juosteen DNA-mallista.

Koska fosfaatit ja sokerit ovat aina samat tietyssä nukleiinihapossa, nukleotidin luonne määräytyy sen sisältämän nukleiiniemäksen perusteella. DNA- tai RNA-juosteen sekvenssi voidaan siten tiivistää läsnä olevien nukleiiniemästen peräkkäin. Viisi päänukleotidia on nimetty niiden nukleiinipohjan mukaan.

RNA: sta löytyy neljä nukleiiniemästä: adeniini, guaniini, sytosiini ja urasiili. DNA koostuu neljästä eri deoksiribonukleotidista, jotka vastaavat neljää erilaista nukleiiniemästä:

• DAMP , nukleiiniemäkseen on adeniini (A), puriini ,
• dGMP , nukleiiniemäkseen on guaniini (G), puriini,
• TMP , nukleoemäs on tymiini (T), joka on pyrimidiini ,
• dCMP , nukleoemäs on sytosiini (C), joka on pyrimidiini.

Heillä on erityispiirre yhdistää kaksi toisistaan täydentävyyden avulla  :

• dAMP (adeniini) TMP: llä (tymiini) muodostamalla kaksi vetysidosta ,
• dCMP (sytosiini) dGMP: llä (guaniini) luomalla kolme vetysidosta.

RNA koostuu neljästä erilaisesta ribonukleotidista, jotka vastaavat neljää erilaista nukleiiniemästä:

• AMP , nukleoemäs on adeniini (A),
• GMP , nukleiinihappo emäs on guaniini (G),
• UMP , nukleoemäs on urasiili (U), joka on pyrimidiini, se korvaa TMP joka näkyy vain DNA: ssa,
• CMP , nukleoemäs on sytosiini (C).

UMP-parit adenosiinimonofosfaatin (AMP) kanssa.

Synteettisen biologian luo keinotekoisia nukleotideja, jotka muodostavat emäsparin luonnoton alunperin laajennettu geneettisen koodin  (in) .

ATP

Adenosiinitrifosfaatti tai ATP on energian varastointinukleotidi elävissä soluissa. Tämä energia vapautuu fosfaattiryhmien hydrolyysillä.

Nukleotidianalogit

Kuten nukleosidianalogeilla , jotkut molekyylit on syntetisoitu lääkkeinä, jotka koostuvat nukleosidista ja yhdestä tai useammasta fosfaattiryhmästä. Näihin molekyyleihin sisältyy sofosbuviiri, jota testataan HCV : n hoidossa .

IUPAC-koodit

IUPAC määritelty seuraavia koodeja edustaa nukleotidien nukleiinihappojen ja lohko deoksiribonuk-:

Huomautuksia ja viitteitä

1. Termit deoksitymidiini ja tymidiiniä ovat synonyymejä, niin että nukleotidit TMP, TDP ja TTP ovat deoksinukleotidien , vastaavat nukleotidit, jotka ovat 5-methyluridines, tai ribothymidins , mono-, di- ja trifosfaatiksi.

1. Bolsover S., Hyams K, Shephard E, White H. & Wiedeman C. (2006). Molecular and Cellular Biology, Dunod.ed. 2 th ed., Trans. Solubiologia, lyhyt kurssi, toinen painos, John, Wiley & Son Inc., luku 4.
2. (in) Denis A. malyshev Kirandeep Dhami et ai, "  semi-synteettinen organismi, jolla on laajempi geneettinen aakkoset  " , Nature , n o  509, mutta 15 2014, s.  385–388 ( DOI  10.1038 / luonto13314 )

Katso myös

Aiheeseen liittyvät artikkelit

• Nukleosidia
• Nukleiinihappo

Tietokanta

• ACNUC , CNRS / UMR5558-yksikön ylläpitämä työkalu 3 suurimman kansainvälisen nukleotidi- (GenBank ja EMBL) tai proteiini (UniProtKB) sekvenssikokoelman tietojen hallintaan ja jakamiseen ( katso tietokanta )