Was ist der Unterschied zwischen einem Nukleotid und einem Nukleosid?

Inhalt

• TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
• Struktur von Nukleotid und Nukleosid
• Stickstoffbasenpaarung
• Nukleotidbildungsprozesse

EIN Nukleosidist, schematisch ausgedrückt, zwei Drittel von a Nukleotid. Nukleotide sind die Monomereinheiten, aus denen die Nukleinsäuren Desoxyribonukleinsäure (DNA) und Ribonukleinsäure (RNA) bestehen. Diese Nukleinsäuren bestehen aus Strings oder Polymeren von Nukleotiden. DNA enthält den sogenannten genetischen Code, der unseren Zellen sagt, wie sie funktionieren und wie sie zusammenkommen, um einen menschlichen Körper zu bilden, während die verschiedenen Arten von RNA dabei helfen, diesen genetischen Code in die Proteinsynthese umzuwandeln.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Nukleotide und Nukleoside sind beide monomere Einheiten der Nukleinsäure. Sie werden oft miteinander verwechselt, weil der Unterschied gering ist: Nukleotide werden durch ihre Bindung an ein Phosphat definiert - wohingegen Nukleoside überhaupt keine Phosphatbindung aufweisen. Dieser strukturelle Unterschied verändert die Art und Weise, wie sich die Einheiten mit anderen Molekülen verbinden, sowie die Art und Weise, wie sie zum Aufbau von DNA- und RNA-Strukturen beitragen.

Struktur von Nukleotid und Nukleosid

Ein Nucleosid besteht definitionsgemäß aus zwei unterschiedlichen Teilen: einem cyclischen stickstoffreichen Amin, der als stickstoffhaltige Base bezeichnet wird, und einem Zuckermolekül mit fünf Kohlenstoffatomen. Das Zuckermolekül ist entweder Ribose oder Desoxyribose. Wenn eine Phosphatgruppe an ein Nukleosid wasserstoffgebunden wird, erklärt dies den gesamten Unterschied zwischen Nukleotid und Nukleosid; Die resultierende Struktur wird als Nukleotid bezeichnet. Um Nukleotid vs. Nukleosid zu verfolgen, denken Sie daran, ein Phosphat hinzuzufügentDie Gruppe ändert das "s" in ein "t". Die Struktur von Nucleotid- und Nucleosideinheiten unterscheidet sich hauptsächlich durch das Vorhandensein (oder Fehlen davon) dieser Phosphatgruppe.

Jedes Nukleosid in DNA und RNA enthält eine von vier möglichen stickstoffhaltigen Basen. In der DNA sind dies Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin. In der RNA sind die ersten drei vorhanden, aber Uracil ersetzt das in der DNA vorkommende Thymin. Adenin und Guanin gehören zu einer Klasse von Verbindungen, die man nennt Purinewährend Cytosin, Thymin und Uracil genannt werden Pyrimidine. Der Kern eines Purins ist ein Doppelringkonstrukt, wobei ein Ring fünf Atome und einer sechs besitzt, während die Pyrimidine mit kleinerem Molekulargewicht eine Einzelringstruktur aufweisen. In jedem Nukleosid ist eine stickstoffhaltige Base an ein Ribose-Zuckermolekül gebunden. Desoxyribose in der DNA unterscheidet sich von der in der RNA gefundenen Ribose dadurch, dass sie nur ein Wasserstoffatom an der gleichen Position aufweist wie Ribose mit einer Hydroxylgruppe (-OH).

Stickstoffbasenpaarung

DNA ist doppelsträngig, während RNA einzelsträngig ist. Die beiden DNA-Stränge sind an jedem Nukleotid durch ihre jeweiligen Basen miteinander verbunden. In der DNA bindet Adenin in einem Strang an und nur an Thymin im anderen Strang. Ebenso bindet Cytosin an und nur an Thymin. Sie sehen also nicht nur, dass Purine nur an Pyrimidine binden, sondern dass jedes Purin nur an ein bestimmtes Pyrimidin bindet.

Wenn sich eine RNA-Schleife in sich faltet und ein quasi-doppelsträngiges Segment bildet, bindet Adenin an und nur an Uracil. Cytosin und Cytidin - ein Nucleotid, das gebildet wird, wenn Cytosin an einen Ribosering bindet - sind beide Bestandteile der RNA.

Nukleotidbildungsprozesse

Wenn ein Nukleosid eine einzelne Phosphatgruppe erhält, wird es zu einem Nukleotid - spezifisch a Nucleotidmonophosphat. Die Nukleotide in DNA und RNA sind solche Nukleotide. Im Alleingang können Nukleotide jedoch bis zu drei Phosphatgruppen aufnehmen, von denen eine an den Zuckerteil und die andere (n) an das ferne Ende des ersten oder zweiten Phosphats gebunden ist (sind). Die resultierenden Moleküle heißen Nucleotiddiphosphate und Nukleotidtriphosphate.

Nucleotide werden nach ihren spezifischen Basen benannt, wobei "-os-" in der Mitte hinzugefügt wird (außer wenn Uracil die Base ist). Beispielsweise ist ein Nukleotiddiphosphat, das Adenin enthält, Adenosindiphosphat oder ADP. Wenn ADP eine andere Phosphatgruppe sammelt, kommt es zu Adenosintriphosphat oder ATP, das für die Energieübertragung und -nutzung in allen Lebewesen unerlässlich ist. Darüber hinaus überträgt Uracil-Diphosphat (UDP) monomere Zuckereinheiten an wachsende Glykogenketten, und cyclisches Adenosin-Monophosphat (cAMP) ist ein "Second Messenger", der Signale von Zelloberflächenrezeptoren an die Proteinmaschinerie im Zellzytoplasma weiterleitet.