核苷酸:核酸的组成部分

构建模块的核酸图

核酸的组成部分当前位置对遗传(性状从父母传给后代)的研究主要依赖于对生物化学特性的了解遗传即真核生物和细菌中的DNA和细菌中的RNA病毒

重要的是要注意,以核酸形式存在的遗传物质的一些基本特征来自于它的组成部分核苷酸

因此,关于这些小单位的知识可以作为关键点,以更好地理解它们在生物系统中的作用。

下面,了解更多关于核酸的组成部分,它们的结构,功能,以及它们的重要性。

什么是核苷酸?

福玻斯列文
Phoebus Levene(美国生物化学家-图片来源:Wikimedia)
DNA和RNA都是由一种叫做核苷酸.这些单位是共价连接的:一个核苷酸的第5个碳的磷酸基与戊糖糖连在第二个核苷酸的第三个碳上。

  • 核苷酸单元之间的一系列共价键形成了聚合物核酸。
  • DNA分子由两股聚合物组成,盘绕在所谓的"双螺旋结构”。另一方面,RNA分子是单链只有一些区域会发生扭曲。
  • 美国生物化学家菲比斯·利文第一个创造了这个词。核苷酸早在詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克发现DNA结构之前。

核苷酸的结构

核苷酸的结构
核苷酸的结构

核苷酸的结构最大限度地发挥了成键的潜力,因为它允许相同的构建块通过在每个核苷酸的含氮碱基之间形成氢键而相互连接。

这种结构在一个核苷酸的戊糖到另一个核苷酸的磷酸基之间形成磷酸二酯键时也是有效的。因此,这些联系有助于赋予DNA的“双链“阶梯状图。

  • 虽然它们看起来几乎无法区分,但核苷酸和核苷可以通过它们结构中存在的磷酸基团来区分;核苷可以被磷酸化产生核苷酸。

核酸的组成部分

核酸(即DNA)的结构可以比作一个由交替的步骤组成的梯子,象征着它的三个重要部分:戊糖糖,磷酸基,含氮碱基

1.戊糖糖

戊糖糖结构
戊糖糖结构。(来源:维基

戊糖是一种五碳糖,是DNA和RNA的聚合骨架。RNA是核糖糖,而DNA是脱氧核糖。两者的不同之处在于附着在第二个碳上的官能团。核糖中有-OH基团,而脱氧核糖中有氢。

  • 它们结构中氧原子数量的差异可以作为酶的标记,很容易地将它们彼此区分开来。
  • 此外,这种功能基团的差异使得RNA相对不像DNA那么稳定。由于含有-OH基团,RNA在碱性pH下很容易水解。

2.磷酸基

磷酸基结构
磷酸基结构

磷酸基团和戊糖一起构成了DNA和RNA的聚合物骨架。这个基团取代羟基连在第5个碳上。

  • 磷酸基决定核酸的方向。DNA的双链性质可以归因于聚合物主链的扭转。它也带负电荷,很容易与水分子结合。

3.含氮碱基

通过他的观察,菲比斯·利文发现遗传物质是由四个较小的亚单位组成,分布在相同的数量。

  • 这些后来被发现是含氮碱基腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶。这五个基地又进一步分为两类:嘧啶而且嘌呤.胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶是嘧啶,腺嘌呤和鸟嘌呤是嘌呤。
  • 顾名思义,含氮碱是含有氮的分子结构,在反应中起碱的作用。

核苷酸碱基的类型

碱基是DNA和RNA的一部分,作为信息存储和编码的显型,或可见的物理特征的有机体。下面将介绍五种已知的核苷酸碱基。

含氮碱的种类
含氮碱的种类

1.腺嘌呤(嘌呤)

如前所述,腺嘌呤是一种嘌呤,它是由一个氮环上的六个成员组成的氮基团与一个有五个氮单位的环相连。在DNA中,腺嘌呤与胸腺嘧啶配对,而在RNA中,它与尿嘧啶配对。

腺嘌呤的化学式:C5H5N5

  • 当与核糖融合时,腺嘌呤形成核苷腺苷。另一方面,当与脱氧核糖融合时,形成脱氧腺苷。
  • 这种腺苷是三磷酸腺苷(世界杯2022赛程时间表最新 )是一种能量单位,在新陈代谢过程中被利用。

2.鸟嘌呤(嘌呤)

鸟嘌呤也是一种嘌呤分子,由嘧啶和咪唑环结合双键共轭形成的融合体系组成。这个双环分子由于不饱和而呈平面状。

鸟嘌呤的化学式:C5H5N5O

  • 作为一种核苷,鸟嘌呤被称为鸟嘌呤核苷
  • 鸟嘌呤和胞嘧啶配对。

3.胞嘧啶(嘧啶)

下一个碱基是胞嘧啶,一种与鸟嘌呤配对的嘧啶碱基。当与核糖结合时,胞嘧啶形成核苷胞苷。这个分子可以被进一步磷酸化形成磷酸基团。

胞嘧啶化学式:C4H5N3.O

  • 胞嘧啶在癌症生物学中是非常重要的,因为它的脱氨是形成癌症如白血病的主要原因。

4.胸腺嘧啶(嘧啶)

胸腺嘧啶是DNA中与腺嘌呤配对的嘧啶碱基,由脱氧核糖核酸经催化还原水解而得。该键由氢键固定,稳定了核酸的结构。

胞嘧啶化学式:C5H6N2O2

  • 在RNA中,尿嘧啶取代胸腺嘧啶在碳5位。

5.尿嘧啶(嘧啶)

尿嘧啶是一种在RNA中取代胸腺嘧啶的嘧啶,因此是与腺嘌呤配对的嘧啶。通过甲基化,尿嘧啶可以转化为胸腺嘧啶。

胞嘧啶化学式:C4H4N2O2

  • 在人体内,尿嘧啶被用来合成各种酶,这些酶是细胞正常运作所必需的。

核苷酸的重要性

核苷酸的重要性

作为核酸的组成部分,核苷酸主要帮助储存遗传信息,这些信息将成为日后表现物理特征的基础。此外,它们也在各种生物和生理流程。作为分子,它们帮助ATP的运输,并在大多数涉及生物分子的反应中充当生物催化剂。

令人印象深刻的是,世界上没有任何一种生物具有相同的核苷酸碱基序列。由于这种遗传多样性,生物表现出各种各样的表型来帮助它们生存。

如果核苷酸没有像现在这样进化,你认为会发生什么?

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BioExplorer.net。(2022年7月28日)。核苷酸:核酸的组成部分。生物的探险家。//www.stxchamber.com/building-blocks-of-nucleic-acids.html/
BioExplorer.net。“核苷酸:核酸的构建模块”生物探索者,2022年7月28日,//www.stxchamber.com/building-blocks-of-nucleic-acids.html/
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  • - - - - - -胸腺嘧啶| C5H6N2O2 - PubChem.2017年10月15日访问。链接
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