ما هو النيوكليوتيد?

سئل شعبيا حسنا, ما هو النوكليوتيدات?

النوكليوتيدات هي لبنة البناء الأساسية للأحماض النووية.

RNA و DNA عبارة عن بوليمرات تتكون من سلاسل طويلة من النيوكليوتيدات.

يتكون النيوكليوتيد من جزيء السكر (إما ريبوز في RNA أو deoxyribose في DNA) ملحقة بمجموعة فوسفات وقاعدة تحتوي على نيتروجين.

القواعد المستخدمة في الحمض النووي هي الأدينين (ا), السيتوزين (C), جوانين (G), والثايمين (تي).

في RNA, قاعدة اليوراسيل (ال) يستخدم بدلا من الثايمين.

النيوكليوتيدات عبارة عن وحدات ومواد كيميائية مرتبطة ببعضها البعض لتكوين الأحماض النووية, في المقام الأول RNA و DNA.

وكلاهما سلاسل طويلة من النيوكليوتيدات المتكررة. الحمض النووي لديه, C, جي و تي, و RNA لهما نفس النوكليوتيدات مثل الحمض النووي, ثم يتم استبدال T بـ اليوراسيل.

النيوكليوتيد هو لبنة البناء الأساسية لهذه الجزيئات, ويتم تجميعها بشكل أساسي واحدًا تلو الآخر بواسطة الخلية ثم يتم ضغطها معًا في أي من النسخ المتماثل, مثل الحمض النووي, أو ما نسميه النسخ, عندما تصنع RNA.

هيكل النوكليوتيدات

باختصار, يتكون النوكليوتيدات النموذجية من مجموعة الفوسفات, 5-سكر كربون, وقاعدة نيتروجينية.

هيكل النيوكليوتيدات بسيط, لكن الهيكل الذي يمكنهم تكوينه معًا معقد.

تماما كما هو موضح في الصورة أعلاه, قد يبدو الهيكل معقدًا بعض الشيء ولكنه يحتاج إلى كل مكوناته لتكوين نوكليوتيد.

قاعدة نيتروجينية
القاعدة النيتروجينية هي الناقل المركزي للمعلومات لبنية النوكليوتيدات. هذه الجزيئات, التي لها مجموعات وظيفية مختلفة مشعة, لديهم قدرات مختلفة للتفاعل مع بعضهم البعض. كما في الصورة, تمثل بنية الفكرة الحد الأقصى لعدد الروابط الهيدروجينية المتضمنة بين النيوكليوتيدات. بسبب بنية النوكليوتيدات, يمكن لنيوكليوتيد واحد فقط أن يتفاعل مع آخر. توضح الصورة أعلاه ارتباط الثايمين بالأدينين والجوانين بالسيتوزين. هذا هو الترتيب الصحيح والنموذجي.

يتسبب هذا التكوين المنتظم في التواء الهيكل ويكون سلسًا إذا لم تكن هناك أخطاء. تتمثل إحدى الطرق التي تستطيع بها البروتينات في إصلاح الحمض النووي التالف في قدرتها على الارتباط ببقع غير منتظمة داخل الهيكل. تحدث البقع غير المنتظمة عندما لا يحدث الترابط الهيدروجيني بين جزيئات النوكليوتيدات المتعارضة. يقطع البروتين أحد النوكليوتيدات ويستبدلها بآخر. تضمن الطبيعة المزدوجة للخيوط الجينية إمكانية تصحيح هذه الأخطاء بدرجة عالية من الدقة.

السكر
الجزء الثاني من النيوكليوتيدات هو السكر. بغض النظر عن النيوكليوتيدات, السكر هو نفسه دائما. الفرق بين DNA و RNA. في الحمض النووي, السكر المكون من 5 كربون هو ديوكسيريبوز, بينما في الحمض النووي الريبي ، يكون سكر 5 كربون ريبوز. هذا يعطي الجزيئات الجينية أسمائها; الاسم الكامل للحمض النووي هو حمض الديوكسي ريبونوكلييك والحمض النووي الريبي هو حمض الريبونوكليك.

السكر, مع الأكسجين المفتوح, يمكن أن يرتبط بمجموعة الفوسفات للجزيء التالي. ثم يشكلون رابطة, الذي يصبح العمود الفقري للسكر والفوسفات. تضيف هذه البنية صلابة لأن الروابط التساهمية التي تشكلها أقوى بكثير من الروابط الهيدروجينية بين الخيوط. عندما تأتي البروتينات لمعالجة ونقل الحمض النووي, يفعلون ذلك عن طريق فصل الخيوط وقراءة جانب واحد فقط. عندما يمرون, تعود خيوط المادة الوراثية معًا, مدفوعًا بالتجاذب بين قواعد النوكليوتيدات المتعارضة. يظل العمود الفقري للسكر والفوسفات مرتبطًا في جميع الأوقات.

مجموعة فوسفات.
الجزء الأخير من بنية النوكليوتيدات, مجموعة الفوسفات, ربما يكون على دراية بجزيء ATP مهم آخر. أدينوسين ثلاثي الفوسفات, أو ATP, هو جزيء الطاقة الذي تعتمد عليه معظم الحياة على الأرض لتخزين ونقل الطاقة بين التفاعلات. يحتوي ATP على ثلاث مجموعات فوسفاتية يمكنها تخزين كميات كبيرة من الطاقة في روابطها. على عكس ATP, تُعرف الروابط المتكونة داخل النيوكليوتيدات باسم روابط فوسفوديستر لأنها تحدث بين مجموعة الفوسفات وجزيء السكر.

أثناء تكرار الحمض النووي, يلتقط إنزيم معروف باسم بوليميراز الحمض النووي قواعد النوكليوتيدات الصحيحة ويبدأ في تنظيمها مقابل السلسلة التي يقرأها. بروتين آخر, ligase DNA, يكمل المهمة عن طريق إنشاء رابطة فوسفورية بين جزيء السكر لقاعدة واحدة ومجموعة الفوسفات في الأخرى. هذا يخلق العمود الفقري لجزيء وراثي جديد يمكن أن ينتقل إلى الجيل التالي. يحتوي DNA و RNA على جميع المعلومات الجينية اللازمة للخلايا لتعمل.

ائتمان:

https://www.genome.gov/genetics-glossary/Nucleotide#:~:text=A%20nucleotide%20consists%20of%20a,%2C%20and%20thymine%20(T).