NUCLEOSIDE: MGA KATANGIAN, ISTRAKTURA AT APLIKASYON - BIOLOGY - 2025

Ang mga nucleosides ay isang malaking pangkat ng mga biological molecule na binubuo ng isang pangkabuhayan na base at isang naka-link na may asukal na 5 - carbon sugar. Sa mga tuntunin ng mga istraktura sila ay magkakaibang.

Ang mga ito ay ang mga hudyat para sa synthesis ng mga nucleic acid (DNA at RNA), isang pangunahing kaganapan para sa kontrol ng metabolismo at paglago ng lahat ng mga nilalang na buhay. Nakikilahok din sila sa iba't ibang mga proseso ng biological, pag-modulate ng ilang mga aktibidad ng nerbiyos, kalamnan at cardiovascular system, bukod sa iba pa.

Pinagmulan: Nucleotides_1.svg: Boris (PNG), SVG ni Sjefderivative na gawa: Huhsunqu

Ngayon, ang binagong mga nucleosides ay ginagamit bilang antiviral at anticancer therapy salamat sa kanilang pag-aari ng pagharang sa pagtitiklop ng DNA.

Mahalaga na huwag malito ang terminong nucleoside na may nucleotide. Bagaman ang parehong mga elemento ay magkatulad na istraktura, dahil ang mga ito ay binubuo ng mga monomer ng mga nucleic acid, ang mga nucleotide ay may isa o higit pang mga karagdagang pangkat na pospeyt. Iyon ay, ang isang nucleotide ay isang nucleoside na may isang pangkat na pospeyt.

katangian

Ang mga nukleoside ay mga molekula na binubuo ng mga bloke ng gusali ng mga nucleic acid. Ang mga ito ay may mababang timbang ng molekular, na nasa isang saklaw sa pagitan ng 227.22 hanggang 383.31 g / mol.

Salamat sa nitrogenous base, ang mga istrukturang ito ay gumanti bilang mga batayang may mga halaga ng pKa sa pagitan ng 3.3 at 9.8.

Istraktura

Ang istruktura ng nucleoside ay binubuo ng isang base ng nitrogen na naka-link sa pamamagitan ng isang covalent bond sa isang five-carbon sugar. Kami ay tuklasin ang mga sangkap na ito sa ibaba.

Base ng Nitrogen

Ang unang sangkap - ang nitrogenous base, na tinatawag ding nucleobase - ay isang flat aromatic molekula na naglalaman ng nitrogen sa istruktura nito, at maaaring maging isang purine o isang pyrimidine.

Ang dating ay binubuo ng dalawang fused singsing: isa sa anim na mga atomo at ang iba pang lima. Ang mga pyrimidines ay mas maliit at binubuo ng isang solong singsing.

Penthouse

Ang pangalawang sangkap na istruktura ay isang pentose, na maaaring maging isang ribose o isang deoxyribose. Ang Ribose ay isang "normal" na asukal kung saan ang bawat carbon atom ay nakagapos ng isang oxygen na oxygen. Sa kaso ng deoxyribose, ang asukal ay binago, dahil kulang ito ng isang oxygen na oxygen sa 2 'carbon.

Link

Sa lahat ng mga nucleosides (at din sa mga nucleotide) na nahanap natin ang natural, ang bono sa pagitan ng parehong mga molekula ay ng uri ng β-N-glycosidic, at ito ay lumalaban sa alkaline cleavage.

Ang 1 'carbon ng asukal ay nakadikit sa nitrogen 1 ng pyrimidine at nitrogen 9 ng purine. Tulad ng nakikita natin, ito ay ang parehong mga sangkap na nahanap natin sa mga monomer na bumubuo ng mga nucleic acid: mga nucleotides.

Binagong mga nucleosides

Sa ngayon, inilarawan namin ang pangkalahatang istraktura ng mga nucleosides. Gayunpaman, mayroong ilan na may ilang mga pagbabago sa kemikal, ang pinaka-karaniwang pagiging unyon ng isang grupo ng methyl na may base ng nitrogen. Ang mga metilasyon ay maaari ring maganap sa bahagi ng karbohidrat.

Ang iba pang mga hindi gaanong madalas na pagbabago ay kinabibilangan ng isomerization, halimbawa mula sa uridine hanggang pseudouridine; pagkawala ng hydrogens; acetylation; pormulasyon; at hydroxylation.

Pag-uuri at pangngalan

Nakasalalay sa mga sangkap na istruktura ng nucleoside, ang isang pag-uuri sa ribonucleosides at deoxynucleosides ay naitatag. Sa unang kategorya ay matatagpuan namin ang mga nucleosides na ang purine o pyrimidine ay naka-link sa isang ribose. Bilang karagdagan, ang mga nitrogenous base na bumubuo sa kanila ay adenine, guanine, cytosine at uracil.

Sa deoxynucleosides, ang base ng nitrogenous ay naka-angkla sa deoxyribose. Ang mga batayan na natagpuan namin ay pareho sa ribonucleotides, maliban na ang pyrimidine uracil ay pinalitan ng isang thymine.

Sa ganitong paraan, ang ribonucleosides ay pinangalanan depende sa nitrogenous base na naglalaman ng molekula, na nagtatag ng sumusunod na nomenclature: adenosine, cytidine, uridine at guanosine. Upang makilala ang isang deoxynucleoside, ang prefix deoxy- ay idinagdag, lalo na: deoxyadenosine, deoxycytidine, deoxyuridine at deoxyguanosine.

Tulad ng nabanggit namin kanina, ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng isang nucleotide at isang nucleoside ay ang dating ay may pangkat na pospeyt na nakakabit sa 3 'carbon (3'-nucleotide) o sa 5' carbon (5'-nucleotide). Kaya, sa mga tuntunin ng nomenclature, malalaman natin na ang isang kasingkahulugan ng unang kaso ay isang nucleoside-5'-phosphate.

Mga pag-andar ng biolohikal

Mga bloke ng istruktura

Ang Nucleoside triphosphate (iyon ay, na may tatlong pospeyt sa kanilang istraktura) ay ang hilaw na materyal para sa pagtatayo ng mga nucleic acid: DNA at RNA.

Imbakan ng enerhiya

Salamat sa mga bono na may mataas na enerhiya na magkakasamang magkasama ang mga grupo ng pospeyt, ang mga ito ay mga istruktura na madaling mag-imbak ng enerhiya ng sapat na kakayahang magamit para sa cell. Ang pinakatanyag na halimbawa ay ATP (adenosine triphosphate), na mas kilala bilang "enerhiya ng cell ng cell."

Mga lokal na hormone

Ang mga nucleosides mismo (nang walang mga pangkat na pospeyt sa kanilang istraktura) ay walang makabuluhang biological na aktibidad. Gayunpaman, sa mga mammal nakita namin ang isang kapansin-pansin na pagbubukod: ang adenosine molekula.

Sa mga organismo na ito, ang adenosine ay tumatagal ng papel na ginagampanan ng autocoid, na nangangahulugang gumaganap ito bilang isang lokal na hormone at din bilang isang neuromodulator.

Ang sirkulasyon ng adenosine sa daloy ng dugo ay nag-modulate ng iba't ibang mga pag-andar tulad ng vasodilation, rate ng puso, mga pag-contraction sa makinis na kalamnan, ang pagpapakawala ng mga neurotransmitters, ang pagkasira ng mga lipid, bukod sa iba pa.

Ang Adenosine ay sikat sa papel nito sa pag-regulate ng pagtulog. Kapag nadagdagan ang konsentrasyon ng nucleoside na ito, nagiging sanhi ito ng pagkapagod at pagtulog. Iyon ang dahilan kung bakit ang pagkonsumo ng caffeine (isang molekula na katulad ng adenosine) ay nagpapanatili sa amin na gising, dahil hinaharangan nito ang mga pakikipag-ugnay ng adenosine at mga kaukulang mga receptor nito sa utak.

Nukleosides sa diyeta

Ang mga nukleosides ay maaaring natupok sa pagkain, at ipinakita upang baguhin ang iba't ibang mga proseso ng physiological, na nakikinabang sa ilang mga aspeto ng immune system, pag-unlad at paglaki ng gastrointestinal tract, lipid metabolismo, atay ng pag-andar, bukod sa iba pa.

Ang mga ito ay sagana na mga sangkap sa gatas ng suso, tsaa, beer, karne at isda, bukod sa iba pang mga pagkain.

Mahalaga ang pandagdag na nucleoside (at nucleotide) sa mga pasyente na kulang ang kakayahang synthesize ang mga compound na de novo na ito.

Tungkol sa pagsipsip, halos 90% ng mga nucleotide ay nasisipsip sa anyo ng mga nucleosides at muling isinasagawa muli ang phosphorylated sa mga selula ng bituka.

Mga medikal na aplikasyon: anticancer at antiviral

Ang ilang mga nucleoside analog o binagong mga nucleotide analog ay nagpakita ng anticancer at antiviral na aktibidad, na nagpapahintulot sa paggamot sa mga kondisyon ng makabuluhang kahalagahang medikal tulad ng HIV / AIDS, ang herpes virus, hepatitis B virus, at leukemia, bukod sa iba pa.

Ang mga molekulang ito ay ginagamit upang gamutin ang mga pathologies na ito, dahil mayroon silang kakayahang pigilan ang synthesis ng DNA. Ang mga ito ay aktibong naipadala sa cell at, habang ipinakikita nila ang mga pagbabago sa kemikal, maiwasan ang pagtitiklop sa hinaharap na virus genome.

Ang mga analog na ginagamit bilang paggamot ay synthesized ng iba't ibang mga reaksyon ng kemikal. Ang mga pagbabago ay maaaring dumating sa bahagi ng laso o sa nitrogenous base.

Mga Sanggunian

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M., … & Walter, P. (2013). Mahalagang cell biology. Garland Science.
2. Borea, PA, Gessi, S., Merighi, S., Vincenzi, F., & Varani, K. (2018). Pharmacology ng adenosine receptor: ang estado ng sining. Mga pagsusuri sa physiological, 98 (3), 1591-1625.
3. Cooper, GM, & Hausman, RE (2007). Ang cell: isang molekular na diskarte. Washington, DC, Sunderland, MA.
4. Griffiths, AJ (2002). Mga modernong pagtatasa ng genetic: pagsasama ng mga gene at genome. Macmillan.
5. Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). Isang pagpapakilala sa genetic analysis. Macmillan.
6. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Biochemistry: teksto at atlas. Panamerican Medical Ed.
7. Mikhailopulo, IA, & Miroshnikov, AI (2010). Mga bagong uso sa nucleoside biotechnology. Acta Naturae 2 (5).
8. Passarge, E. (2009). Genetics teksto at atlas. Panamerican Medical Ed.
9. Siegel, GJ (1999). Pangunahing neurochemistry: molekular, cellular at medikal na aspeto. Lippincott-Raven.