NÜKLEOSIT: ÖZELLIKLERI, YAPISI VE UYGULAMALARI - BIYOLOJI

Nükleositler azotlu bir bazdan oluşan bir biyolojik moleküllerin büyük bir grup ve beş olan - kovalent bağlı karbon şekeri. Yapılar açısından çok çeşitlidirler.

Tüm canlıların metabolizmasının ve büyümesinin kontrolü için temel bir olay olan nükleik asitlerin (DNA ve RNA) sentezinin öncüleridirler. Diğerlerinin yanı sıra sinir, kas ve kardiyovasküler sistemlerin bazı aktivitelerini modüle ederek çeşitli biyolojik süreçlere de katılırlar.

Kaynak: Nucleotides_1.svg: Boris (PNG), SVG by Sjefderivative work: Huhsunqu

Günümüzde modifiye edilmiş nükleositler, DNA replikasyonunu bloke etme özelliği sayesinde antiviral ve antikanser tedavisi olarak kullanılmaktadır.

Nükleosid terimini nükleotid ile karıştırmamak önemlidir. Her iki element de yapısal olarak benzer olmasına rağmen, nükleik asitlerin monomerlerinden oluştukları için nükleotidler bir veya daha fazla ek fosfat grubuna sahiptir. Yani bir nükleotid, fosfat grubu olan bir nükleosittir.

karakteristikleri

Nükleositler, nükleik asitlerin yapı taşlarından oluşan moleküllerdir. 227.22 ila 383.31 g / mol aralığında düşük moleküler ağırlıktadırlar.

Azotlu baz sayesinde bu yapılar, 3,3 ile 9,8 arasındaki pKa değerleri ile baz olarak reaksiyona girerler.

yapı

Nükleosid yapısı, beş karbonlu bir şekere kovalent bir bağ ile bağlanmış bir nitrojenli baz içerir. Bu bileşenleri aşağıda ayrıntılı olarak inceleyeceğiz.

Azot bazı

İlk bileşen - aynı zamanda nükleobaz olarak da adlandırılan nitrojenli baz - yapısında nitrojen içeren yassı aromatik bir moleküldür ve bir pürin veya bir pirimidin olabilir.

İlki, iki kaynaşmış halkadan oluşur: altı atomdan biri, diğeri beş atom. Pirimidinler daha küçüktür ve tek bir halkadan oluşur.

Çatı katı

İkinci yapısal bileşen, riboz veya deoksiriboz olabilen bir pentozdur. Riboz, her karbon atomunun bir oksijen atomu ile bağlandığı "normal" bir şekerdir. Deoksiriboz durumunda, 2 'karbonda bir oksijen atomu bulunmadığından şeker modifiye edilir.

bağlantı

Doğal olarak bulduğumuz tüm nükleositlerde (ve ayrıca nükleotitlerde), her iki molekül arasındaki bağ β-N-glikozidik tiptedir ve alkalin bölünmesine dirençlidir.

Şekerin 1 'karbonu, pirimidin nitrojen 1 ve purin azotuna 9 eklenir. Gördüğümüz gibi bunlar, nükleik asitleri oluşturan monomerlerde bulduğumuz bileşenlerle aynı: nükleotidler.

Modifiye edilmiş nükleositler

Şimdiye kadar nükleositlerin genel yapısını tanımladık. Bununla birlikte, bazı kimyasal modifikasyonları olan, en yaygın olanı bir metil grubunun azotlu baz ile birleşmesidir. Karbonhidrat kısmında da metilasyonlar meydana gelebilir.

Diğer daha az sıklıkta yapılan modifikasyonlar arasında izomerizasyon, örneğin üridinden psödouridine; hidrojen kaybı; asetilasyon; formilasyon; ve hidroksilasyon.

Sınıflandırma ve isimlendirme

Nükleositin yapısal bileşenlerine bağlı olarak, ribonükleositler ve deoksinükleositler şeklinde bir sınıflandırma yapılmıştır. İlk kategoride, pürin veya pirimidin bir riboza bağlı olan nükleositler buluyoruz. Ayrıca onları oluşturan azotlu bazlar adenin, guanin, sitozin ve urasildir.

Deoksinükleositlerde, azotlu baz, deoksiriboza sabitlenir. Bulduğumuz bazlar, pirimidin urasilin bir timin ile yer değiştirmesi dışında ribonükleotidlerle aynıdır.

Bu şekilde ribonükleositler, molekülün içerdiği azotlu baza bağlı olarak isimlendirilir ve şu isimlendirmeyi oluşturur: adenozin, sitidin, üridin ve guanozin. Bir deoksinükleosidi tanımlamak için ön ek deoksi eklenir, yani deoksiadenozin, deoksisitidin, deoksiüridin ve deoksiguanosin.

Daha önce bahsettiğimiz gibi, bir nükleotid ile bir nükleosid arasındaki temel fark, ilkinin 3 'karbona (3'-nükleotid) veya 5' karbona (5'-nükleotid) bağlı bir fosfat grubuna sahip olmasıdır. Böylece, terminoloji açısından, ilk durumun eşanlamlısı bir nükleosit-5'-fosfat olduğunu bulabiliriz.

Biyolojik fonksiyonlar

Yapısal bloklar

Nükleosit trifosfat (yapılarında üç fosfat bulunan) nükleik asitlerin inşası için hammaddedir: DNA ve RNA.

Enerji depolama

Fosfat gruplarını bir arada tutan yüksek enerjili bağlar sayesinde, hücre için yeterli kullanılabilirliğe sahip enerjiyi kolayca depolayan yapılardır. En ünlü örnek, daha çok "hücrenin enerji para birimi" olarak bilinen ATP'dir (adenozin trifosfat).

Yerel hormonlar

Nükleositlerin kendileri (yapılarında fosfat grupları olmadan) önemli biyolojik aktiviteye sahip değildir. Bununla birlikte, memelilerde çarpıcı bir istisna buluyoruz: adenozin molekülü.

Bu organizmalarda adenozin, otocoid rolünü üstlenir, bu da yerel bir hormon ve ayrıca bir nöromodülatör olarak işlev gördüğü anlamına gelir.

Kan dolaşımındaki adenozinin dolaşımı, diğerleri arasında vazodilatasyon, kalp atış hızı, düz kastaki kasılmalar, nörotransmiterlerin salınması, lipitlerin bozulması gibi farklı işlevleri modüle eder.

Adenosin, uykuyu düzenlemedeki rolü ile ünlüdür. Bu nükleozidin konsantrasyonu arttığında yorgunluğa ve uykuya neden olur. Bu nedenle, kafein (adenozine benzer bir molekül) tüketimi bizi uyanık tutar çünkü beyindeki adenozin ve ilgili reseptörlerinin etkileşimlerini bloke eder.

Diyetteki nükleositler

Nükleositler gıdalarda tüketilebilir ve bunların çeşitli fizyolojik süreçleri modüle ettiği, bağışıklık sisteminin belirli yönlerinden, gastrointestinal sistemin gelişimi ve büyümesinden, lipid metabolizmasından, karaciğer fonksiyonlarından yararlandıkları gösterilmiştir.

Diğer gıdaların yanı sıra anne sütü, çay, bira, et ve balıkta bol miktarda bulunurlar.

Eksojen nükleosit (ve nükleotid) takviyesi, bu bileşikleri de novo sentezleyemeyen hastalarda önemlidir.

Emilim ile ilgili olarak, nükleotidlerin neredeyse% 90'ı nükleositler şeklinde emilir ve bağırsak hücrelerinde tekrar fosforile edilir.

Tıbbi uygulamalar: antikanser ve antiviral

Bazı nükleosit veya modifiye edilmiş nükleotid analogları, diğerlerinin yanı sıra HIV / AIDS, herpes virüsü, hepatit B virüsü ve lösemi gibi önemli tıbbi öneme sahip durumların tedavisine izin vererek antikanser ve antiviral aktivite göstermiştir.

Bu moleküller, DNA sentezini engelleyebildikleri için bu patolojileri tedavi etmek için kullanılır. Bunlar aktif olarak hücreye taşınır ve kimyasal modifikasyonlar sundukları için virüs genomunun gelecekteki replikasyonunu önler.

Tedavi olarak kullanılan analoglar farklı kimyasal reaksiyonlarla sentezlenir. Değişiklikler riboz kısmında veya nitrojenli bazda olabilir.

Referanslar

Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Temel hücre biyolojisi. Garland Bilimi.
Borea, PA, Gessi, S., Merighi, S., Vincenzi, F. ve Varani, K. (2018). Adenosin reseptörlerinin farmakolojisi: tekniğin bilinen durumu. Fizyolojik incelemeler, 98 (3), 1591-1625.
Cooper, GM ve Hausman, RE (2007). Hücre: moleküler bir yaklaşım. Washington, DC, Sunderland, MA.
Griffiths, AJ (2002). Modern genetik analiz: genleri ve genomları entegre etmek. Macmillan.
Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT ve Miller, JH (2005). Genetik analize giriş. Macmillan.
Koolman, J. ve Röhm, KH (2005). Biyokimya: metin ve atlas. Panamerican Medical Ed.
Mikhailopulo, IA ve Miroshnikov, AI (2010). Nükleosit biyoteknolojisinde yeni eğilimler. Açta Naturae 2 (5).
Passarge, E. (2009). Genetik metin ve atlas. Panamerican Medical Ed.
Siegel, GJ (1999). Temel nörokimya: moleküler, hücresel ve tıbbi yönler. Lippincott-Raven.

NÜKLEOSIT: ÖZELLIKLERI, YAPISI VE UYGULAMALARI - BIYOLOJI - 2025