נוקליאוטידים: פונקציה ומחלות

נוקלאוטיד הוא אבן בניין בסיסית של חומצה ריבונוקלאית (RNA) או חומצה דאוקסיריבונוקלאית (DNA) שיש לו בסיס, סוכר, או פוספט רְכִיב. בתאים, לנוקלאוטידים יש פונקציות חיוניות והם מעורבים בהעברת אות הורמונלית או בייצור אנרגיה, למשל.

מהם נוקלאוטידים?

נוקליאוטידים הם אבני הבניין הבסיסיות של RNA ו- DNA. הם מורכבים מ- סוכר מולקולה, בסיס ספציפי, ו- פוספט קְבוּצָה. משתמשים בנוקלאוטידים בקוד הגנטי, וסוגים רבים, כמו GTP, cAMP ו- ATP, מבצעים גם פונקציות תאיות חיוניות. הענק מולקולות RNA או DNA מורכבים בסך הכל מחמישה מיני נוקליאוטידים שונים.

פונקציה, אפקט ומשימות

נוקליאוטידים חשובים מאוד ליצירת תאים חדשים כמו גם מטבוליזם אנרגיה וגם מתפקדים כחומרים שליחים. ללא נוקליאוטידים, גוף לא יכול היה לתפקד. בעזרת נוקליאוטידים, האורגניזם יכול להחזיר את תפקודו לאחר מחלות או פציעות. זה דורש חומרי בניין רבים ואנרגיה רבה, אשר, עם זאת, אינם זמינים בכמויות מספיקות במקרה של מחסור בנוקליאוטידים. באופן כללי, אם כן, נוקליאוטידים מבצעים את התפקידים הבאים בגוף:

  • נושא אנרגיה: לשם כך נדרשים קשרי האנהידריד, בעלי אנרגיה גבוהה מאוד.
  • מבשרי מוצרי סינתזה כמו RNA ו- DNA.
  • חלקים של קואנזימים: אלה חשובים במהלך התגובות הכימיות השונות.
  • פונקציה מודולטורית אלסטרוטית: על נוקלאוטידים לווסת את פעילותם של אנזימי מפתח

גיבוש, התרחשות, מאפיינים וערכים אופטימליים

נוקלאוטיד מורכב מהרכיבים הבאים:

  • חד-סוכר המורכב מ 5 אטומי C, המכונה גם פנטוז.
  • שאריות חומצה זרחתית ו
  • מאחד מכלל חמש הנוקלאובזים (אורציל, תימין, ציטוזין, גואנין, אדנין).

אל האני סוכר נקשר בכך לבסיס ו זרחן. כאשר פוספט מחובר לנוקלאוזיד, מתרחשת היווצרות הנוקלאוטיד הפשוט ביותר, הנקרא מונו-גרעין. תַחַת מַיִם פיצול, הפוספט יוצר אסתר קשר לאטום 5-C של הנוקלאוזיד. לכן, נוקלאוטידים מכונים לעתים קרובות "אסטרים פוספטיים של נוקלאוזידים". אם מוסיפים שאריות פוספט נוספות נוצרים טריפוספאטים דו או נוקלאוזידים. בין הפוספטים נוצרים קשרים זרחניים עם אנרגיה רבה. ב- DNA משתמשים רק בתימין, ציטוזין, גואנין ואדנין, בהתאמה, ואילו ב- RNA, uracil קיים במקום תימין. יש גם מספר אחר בסיסים המכונים בסיסים נדירים מכיוון שהם נמצאים ב חומצות גרעין רק בכמויות קטנות מאוד. אלה כוללים, למשל, פורין הידרוקסילט או מתיל, כמו גם פירימידין בסיסים כגון פסאודורידין, דיהידרואורציל או 5-מתיל ציטוזין. שלושה נוקלאוטידים המקושרים יחד מהווים את היחידה הקטנה ביותר הדרושה לקידוד מידע גנטי ב- RNA או ב- DNA. יחידת מידע זו נקראת קודון. ביסודו של דבר, נבדלים בין שני סוגים של נוקלאוטידים: נוקליאוטידים פירימידינים ונוקליאוטידים של פורין. לנוקליאוטידים של פורין מערכת טבעת הטרוציקלית המורכבת משתי טבעות, ואילו לנוקליאוטידים של פירימידין יש טבעת אחת בלבד. נוקליאוטידים הם מרכיב טבעי במזון מן החי והצומח ונמצאים בכל התאים. הפולימרי חומצות גרעין הנבלעים במזון מושפלים על ידי האורגניזם לנוקליאוטידים או נוקלאוזידים, אשר נקלטים לאחר מכן ב מעי דק. עם זאת, חומצות גרעין מתרחשים במזון בכמויות שונות. לפורטל יש אחוז גבוה מאוד, אך גם בשר ודגים מכילים גרעינים רבים חומצות.

מחלות והפרעות

אנשים בריאים מסוגלים לקלוט כמויות מספקות של תרכובות נוקלאוטידים מהמזון, למחזר אותם מהתאים או לסנתז אותם באופן אנדוגני. עם זאת, אם האספקה ​​האנדוגנית אינה מספקת, חשוב מאוד לצרוך נוקלאוטידים ב דיאטה. בפרט, רקמות בעלות דרישת אנרגיה גבוהה זקוקות לנוקליאוטידים בכמות מספקת. אלה כוללים, למשל, את המעיים, את כבד, ה המערכת החיסונית, השרירים וה מערכת העצבים. מחלות כרוניות מתרחשות לעתים קרובות במיוחד ברקמות אלה. סוגי רקמות אחרים כגון מוֹחַ, לימפוציטים, אריתרוציטים or לויקוציטים לא יכול לסנתז נוקלאוטידים ותלוי גם באספקה ​​באמצעות מזונות מסוימים. במצבי מחלה מסוימים או כאשר מופחתת צריכת נוקלאוטידים, מומלץ לנוקליאוטידים תזונתיים לייעל את תפקוד הרקמות. נוקלאוטידים תזונתיים מעוררים צמיחה ביפידובקטריאלית. יתר על כן, ניתן להפחית נגעים במערכת העיכול ולהגדיל את אורכו או את צמיחתם של המעי. במיוחד אצל ילדים ש לגדול במהירות רבה, במקרה של פציעות או זיהומים חמורים, נשאלת השאלה האם הסינתזה העצמית מספיקה בכדי לכסות דרישת נוקלאוטיד מוגברת. חלב אם מכיל שיעור גבוה יחסית של נוקליאוטידים, כך שגם תינוקות הניזונים מחלב אם צריכים להיות בעלי אספקה ​​מתאימה. אם רצף הגנוקליאוטידים משתנה, זה נקרא מוטציה. לדוגמה, זוג נוקלאוטידים אחד ב- DNA עשוי להיות מוחלף באחר. במקרה זה, מדברים על מוטציה נקודתית או על "מוטציה שקטה". אם זוג או נוקלאוטיד אחד או יותר אבדו או שמכניסים זוגות, מחיקה או הכנסה מתרחשת בתוך a גֵן. במקרים רבים, החלבון שנוצר אז הוא בעל מבנה שונה לחלוטין ואינו מסוגל לבצע את תפקידיו. מוטציות יכולות להיגרם על ידי חומרים מוטגניים או קרינה, או שהם יכולים להתרחש באופן ספונטני. כתוצאה מכך, אינדיבידואלי בסיסים יכול להשתנות ו- DNA יכול להיפגע.