nukleotider

Som nukleotid är ett grundläggande byggsten av ribonukleinsyra (RNA) eller deoxiribonukleinsyra (DNA), som har en bas-, socker- eller fosfatkomponent. Nukleotider har viktiga funktioner i cellerna och är till exempel involverade i hormonell signalöverföring eller i energiproduktion.

Vad är nukleotider

Nukleotider är de grundläggande byggstenarna för RNA och DNA. De består av en sockermolekyl, en specifik bas och en fosfatgrupp.

Nukleotider används i den genetiska koden och många typer, såsom GTP, cAMP eller ATP, uppfyller också vitala cellfunktioner. De gigantiska molekylerna RNA och DNA består av totalt fem olika typer av nukleotider.

Funktion, effekt och uppgifter

Nukleotider är mycket viktiga för bildandet av nya celler såväl som energimetabolismen och fungerar också som budbärarämnen. En kropp kunde inte fungera utan nukleotider.

Med hjälp av nukleotider kan organismen återställa sin funktion efter sjukdom eller skada. Detta kräver mycket byggnadsmaterial och mycket energi, som emellertid inte finns i tillräckliga mängder vid brist på nukleotider. I allmänhet utför nukleotider följande uppgifter i kroppen:

• Energibärare: För detta behöver du anhydridbindningarna, som har mycket energi
• Prekursorer för syntesprodukter som RNA och DNA
• Delar av koenzym: Dessa är viktiga för processen med olika kemiska reaktioner
• Allosterisk moduleringsfunktion: nukleotider har som uppgift att reglera aktiviteten hos viktiga enzymer

Utbildning, förekomst, egenskaper och optimala värden

En nukleotid består av följande komponenter:

• en monosackarid som består av 5 kolatomer och är också känd som pentos
• en fosforsyrarest också
• från en av de fem nukleobaserna (uracil, tymin, cytosin, guanin, adenin)

Sockret är kopplat till basen och fosfor. Om fosfat är bundet till en nukleosid bildas den enklaste nukleotiden, den så kallade mononukleotiden. Fosfatet bildar en esterbindning med 5-kolatomen i nukleosiden genom att avskilja vatten. Därför kallas nukleotider ofta "fosfatestrar av nukleosider".

Om ytterligare fosfatrester avsätts, bildas nukleosiddi eller nukleosidtrifosfater. Mellan fosfaterna bildas fosforanhydridbindningar, som har mycket energi. I DNA används endast tymin, cytosin, guanin eller adenin, medan uracil finns i RNA istället för tymin. Det finns också ett antal andra baser kända som sällsynta baser eftersom de bara finns i mycket små mängder i nukleinsyror. Dessa inkluderar till exempel hydroxylerad eller metylerad purin och pyrimidinbaser såsom pseudouridin, dihydrouracil eller 5-metylcytosin.

Tre nukleotider som är kopplade tillsammans bildar den minsta enheten som är nödvändig för att koda den genetiska informationen i RNA eller DNA. Denna informationsenhet kallas ett kodon. Det finns i princip två typer av nukleotider: pyrimidin-nukleotider och purin-nukleotider. Purina nukleotider har ett heterocykliskt ringsystem som består av två ringar, pyrimidin nukleotider har endast en ring.

Nukleotider är en naturlig del av djur- och grönsaksmat och finns i alla celler. De polymera nukleinsyrorna som intas med livsmedel bryts ned av organismen i nukleotider eller nukleosider, som sedan absorberas i tunntarmen. Emellertid förekommer nukleinsyror i olika mängder i livsmedel. Slaktbiprodukter har en mycket hög andel, men många nukleinsyror innehåller också kött och fisk.

Sjukdomar och störningar

Friska människor kan ta in tillräckliga mängder av nukleotidföreningar från mat, att återvinna dem från celler eller syntetisera dem endogent. Men om den endogena försörjningen är otillräcklig är det oerhört viktigt att få nukleotider med maten.

Framför allt vävnader som har ett högt energibehov behöver nukleotider i tillräckliga mängder. Dessa inkluderar till exempel tarmarna, levern, immunsystemet, musklerna och nervsystemet. Kroniska sjukdomar är särskilt vanliga i dessa vävnader. Andra vävnadstyper som hjärnan, lymfocyter, erytrocyter eller leukocyter kan inte syntetisera nukleotider och är också beroende av mattillförsel. Diätnukleotider rekommenderas för vissa sjukdomstillstånd eller reducerat nukleotidupptag för att optimera vävnadens funktion.

Nukleotider intagna med mat stimulerar tillväxten av bifidobakterier. Dessutom kan lesioner i mag-tarmkanalen också reduceras och längden eller tillväxten av tarmvillorna kan ökas. Speciellt hos barn som växer mycket snabbt, med stora skador eller infektioner, uppstår frågan om självsyntesen är tillräcklig för att kunna täcka ett ökat behov av nukleotider. Morsmjölk innehåller en relativt hög andel nukleotider, så spädbarn som matas bröstmjölk bör också ha ett motsvarande intag.

Om nukleotidsekvensen för generna ändras talar man om en mutation. Till exempel kan ett par nukleotider i DNA ersättas med en annan. I detta fall talar man om en punktmutation eller en "tyst mutation". Om ett eller flera nukleotidpar förloras eller par sätts in, inträffar antingen en deletion eller en insertion i en gen.

I många fall har proteinet som bildas då en helt annan struktur och kan inte utföra sina uppgifter. Mutationer kan antingen orsakas av mutagena substanser eller strålning eller inträffa spontant. Detta kan ändra individuella baser och skada DNA.