Nukleotydy – cegiełki budulcowe organizmu

Nukleotydy są to biologicznie czynne cząsteczki o bardzo małej masie, które stanowią podstawowe jednostki strukturalne nici kwasów nukleinowych DNA i RNA, odpowiadających za regenerację i odbudowę organizmu człowieka w przebiegu wielu procesów biochemicznych. To właśnie nukleotydy tworzą integralną część białkowego, węglowodanowego i lipidowego metabolizmu, gdyż bez tych podstawowych cegiełek budulcowych organizm nie byłby w stanie podejmować kluczowych procesów życiowych na wielu płaszczyznach fizjologicznych.

Z czego zbudowany jest pojedynczy nukleotyd?

Nukleotyd jako najmniejsza jednostka budująca DNA, zbudowany jest z trzech części: 

1. Cukrowej – pentozy (zawsze w centrum nukleotydu) w postaci: rybozy w przypadku RNA i deoksyrybozy w przypadku DNA;
2. Zasadowej – zawierającej azot, z podziałem na
   – puryny: adenina (A), guanina (G),
   – pirymidyny: cytozyna (C), tymina (T) i uracyl (U).
3. Fosforanowej – grup fosforanowych – w cząsteczce może być więcej niż jedna, a od ilości tych grup zależeć będą właściwości biochemiczne związku, jaki utworzą.

Nici kwasów nukleinowych tworzących DNA będą się różnić od nici RNA nie tylko sekwencją występujących w nich nukleotydów, ale też formą i zadaniowością. Komórka ludzka (eukariotyczna) zawiera jądro komórkowe (centralne organelle komórkowe), w którego wnętrzu mieści się całość ludzkiego materiału genetycznego w postaci pozwijanych nici DNA, tworząc w swoim skondensowanym kształcie chromosomy. 

Poza jądrem komórkowym DNA będzie występować również w mitochondriach – organellach komórkowych odpowiadających za wytwarzanie energii. Taki materiał genetyczny nosi nazwę – DNA mitochondrialnego (mtDNA) i zawsze jest dziedziczony po matce.   

Wesprzyj regenerację organizmu i przyspiesz swój powrót do zdrowia po infekcji z Nucleozin Complete – nowatorskim połączeniem czystych nukleotydów dietetycznych i cynku. Sprawdź, gdzie kupić →

Wszystko zaczyna się w DNA

Kwas deoksyrybonukleinowy (DNA) to chemiczna podstawa dziedziczności. Tworzą ją połączone ze sobą dwie nici kwasów nukleinowych układających się w tak zwaną helisę, którą budują odpowiednio połączone ze sobą nukleotydy za pomocą zasad azotowych takich jak: adenina (A), guanina (G), cytozyna (C) i tymina (T). 

Łączenie zasad azotowych wewnątrz podwójnej helisy obywa się za pomocą wiązań wodorowych a ich parowanie określa się jako wysoce specyficzne, gdyż adenina (A) → może parować tylko z tyminą (T), a guanina (G) → z cytozyną (C). Oznacza to, że dane połączenia są przewidywalne i komplementarne. Nukleotydy też nie są ułożone przypadkowo, gdyż odpowiednio ustawiona sekwencja zasad w zapisie, przykładowo: „CCGGTTCGC” ma zawsze wiadome znaczenie dla organizmu, a określony odcinek zapisu będzie tworzył konkretny GEN. 

Geny jako podstawowe jednostki dziedziczenia cech

Geny specjalne wyznaczone odcinki na niciach DNA, które poprzez odpowiedni zapis i ułożenie nukleotydów, warunkują ekspresję właściwych aminokwasów budujących białka, od których zależą cechy takie jak: wygląd czy funkcjonowanie organizmu. Dzięki precyzyjnej replikacji DNA, geny wykazują znaczną stałość i przy podziałach komórkowych są przekazywane w postaci identycznych kopii komórkom potomnym, a przez komórki rozrodcze (gamety) kolejnym pokoleniom.

Od DNA poprzez RNA do białek

DNA kieruje syntezą RNA, które z kolei kieruje i reguluje syntezę białka. Kwas rybonukleinowy (RNA) tworzyć będą: adenina (A), guanina (G), cytozyna (C) oraz uracyl (U). W odróżnieniu do DNA – RNA istnieje w postaci wielu różnorodnych cząsteczek jednoniciowych i nie magazynuje informacji dziedzicznej, tylko przekazuje ją z jądra komórkowego do cytoplazmy. Jedną z głównych zasad azotowych budujących RNA jest uracyl (U), który łączy się komplementarnie z adeniną (A). 

Chcesz dowiedzieć się więcej o suplementacji nukleotydami dietetycznymi? Poznaj nasze nowatorskie produkty: NUCLEOPLEX i NUCLEOZIN COMPLETE

Cztery klasy RNA

Istnieją cztery odrębne klasy RNA, które różnią się między sobą ilością, wielkością, funkcją i ogólną stabilnością:

1. mRNA – informacyjny RNA - wszystkie cząsteczki tej klasy funkcjonują jako przenośniki informacji do ośrodków syntezujących białko. Każda z nich służy jako matryca, na której zapisano w odpowiedniej sekwencji dane niezbędne do utworzenia swoistej cząsteczki białkowej jako końcowy produkt genu. 
2. tRNA – transferowy RNA, służy jako cząsteczki łącznikowe w procesie translacji informacji zawartej w sekwencji nukleotydów mRNA na swoiste aminokwasy w białku, przenoszą aminokwasy do rybosomu, zapewniając, że aminokwas dodawany do łańcucha jest tym określonym przez mRNA.
3. rRNA – rybosomalny RNA, pełnią funkcję budulcową, tworzą rybosomy oraz rolę katalizatorów wiązań peptydowych, biorąc udział w syntezie białek. 
4. małocząsteczkowe RNA – rozmieszczone w postaci rybonukleoprotein w cytoplazmie i jądrze komórkowym. 

O DNA i RNA powiemy również, że są polimerami złożonymi z monomerów jakimi są nukleotydy, czyli najmniejszymi jednostkami budującymi DNA. DNA i RNA chociaż zbudowane są z nukleotydów zawierających jedną grupą fosforanową, to do rozbudowy i wydłużenia swoich nici, polimery będą wyłapywać i wykorzystywać nukleotydy z trzema grupami fosforanowymi, które w momencie wbudowywania w materiał genetyczny pozbawiane będą dwóch reszt fosforanowych. 

Tab 1. Podsumowanie – różnice pomiędzy DNA a RNA. 

Autor: Edyta Węcławska

Bibliografia:

1. Cao, J. (2014). The functional role of long non-coding RNAs and epigenetics. Biol. Proced. Online, 16, 11. [dostęp online: 10.01.2022] doi.org/10.1186/1480-9222-16-11 
2. Lubert Stryer, Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko; “Biochemia”; Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009.; 
3. Phil C. Turner, Alexander G. McLennan, Andy D. Bates, Mike R.H. White; “Biologia molekularna – krótkie wykłady”; Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2011;
4. John McMurry; “Chemia organiczna”; Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005;
5. Zdzisława Otałęga (red. nacz.); “Encyklopedia biologiczna T. VII”; Agencja Publicystyczno-Wydawnicza Opres, Kraków 1999.;
6. Kukliński B.: Mitochodria, Diagnostyka uszkodzeń mitochondrialnych i skuteczne metody terapii, Mito-pharma, wyd. I, Gorzów Wielkopolski 2017.
7. R. K. Murray, D. K. Granner, P. A. Mayes, Victor W. Rodwell, Biochemia Harpera, Wydanie VII, PZWL 2018 Warszawa.