De tre kernekomponenter i et nukleotid:Et dybt dyk

Tanyajoy/Getty Images

Nukleotider er de grundlæggende enheder, der består af både ribonukleinsyre (RNA) og deoxyribonukleinsyre (DNA). De er til gengæld de væsentlige byggesten i enhver levende organisme på Jorden. DNA bærer den arvelige information, der går fra den ene generation til den næste, og fungerer som en præcis biologisk plan. Dens ikoniske dobbelthelix-konfiguration er fortsat et af de mest genkendelige symboler i videnskaben.

Mens RNA ofte får mindre offentlig opmærksomhed, er det ikke mindre kritisk. RNA fortolker de genetiske instruktioner, der er lagret i DNA og leverer dem til ribosomer - de cellulære fabrikker, der syntetiserer proteiner. I modsætning til det dobbeltstrengede DNA er RNA enkeltstrenget og generelt kortere, men alligevel deler det den samme underliggende monomere struktur.

Både DNA og RNA er polymerer - lange kæder af gentagne monomerer. I disse nukleinsyrer er monomererne nukleotider, der hver omfatter tre adskilte dele:en nitrogenholdig base, et pentosesukker og en phosphatgruppe. Nedenfor opdeler vi hver komponent og forklarer, hvordan de arbejder sammen for at kode livets information.

Del 1:Nitrogenbasen

sasirin pamai/Shutterstock

Nitrogenholdige baser er heterocykliske forbindelser bygget af fusionerede ringe af nitrogen og kulstof. Baser med to ringe klassificeres som puriner, mens enkeltringstrukturer er pyrimidiner. Puriner og pyrimidiner parrer sig naturligt via hydrogenbindinger - beslægtet med komplementære puslespilsbrikker - og danner trinene i DNA's "stige"-struktur. I enkeltstrenget RNA forbliver disse baser uparrede, men koder stadig for genetiske beskeder.

Der er to puriner - adenin (A) og guanin (G) - til stede i både DNA og RNA. Pyrimidiner omfatter cytosin (C), thymin (T) (kun DNA) og uracil (U) (kun RNA). Disse baser er alfabetet for den genetiske kode; hvert sæt af tre baser, eller codon, specificerer en bestemt aminosyre under proteinsyntese. For eksempel koder kodonerne CAA og CAG begge for aminosyren glutamin.

Del 2:Pentosesukkeret

Nyt Afrika/Shutterstock

Pentosesukkere danner rygraden "skinner" af nukleinsyrestrenge. De er monosaccharider med fem kulstofatomer, der forbinder de nitrogenholdige baser med fosfatgruppen. De to kritiske pentoser er ribose i RNA og deoxyribose i DNA. Forskellen ligger i et enkelt oxygenatom:ribose bærer en hydroxylgruppe på sit andet kulstof, mens deoxyribose har et hydrogenatom i den position. Deres kemiske formler er C₅H₁₀O5 (ribose) og C₅H₁₀O4 (deoxyribose).

Del 3:Fosfatgruppen

Nyt Afrika/Shutterstock

Fosfatgruppen - sammensat af et fosforatom bundet til fire oxygenatomer - danner sukkerfosfat-rygraden, der holder nukleotiderne sammen. Et nukleotid kan indeholde én (monophosphat), to (diphosphat) eller tre (triphosphat) fosfatgrupper. Når nukleotider forbindes for at danne en nukleinsyrestreng, forbliver kun et enkelt fosfat bundet, hvilket forbinder sukkeret fra et nukleotid til den næste base via phosphodiesterbindinger.

Tænk på fosfatgrupperne som de koblinger, der binder et tog af nukleotider til en sammenhængende DNA- eller RNA-streng. Denne kobling er afgørende for stabiliteten og den funktionelle integritet af genetisk materiale.