대부분
뉴클레오티드는 DNA와 RNA 핵산을 구성하는 유기 분자입니다.
핵산은 살아있는 유기체의 생존에 근본적으로 중요한 생물학적 고분자이며, 핵산은 그 구성 요소입니다.
모든 뉴클레오티드는 인산염 그룹, 5탄당(즉, 5탄당) 및 질소 염기의 세 가지 분자 요소를 포함하는 일반적인 구조를 가지고 있습니다.
DNA에서 오탄당은 데옥시리보스입니다. 반면에 RNA에서는 리보스입니다.
DNA의 디옥시리보스와 RNA의 리보스의 존재는 이 두 핵산을 구성하는 뉴클레오티드 간의 주요 차이점을 나타냅니다.
두 번째 중요한 차이점은 질소 염기에 관한 것입니다. DNA와 RNA의 뉴클레오티드는 공통적으로 4개의 질소 염기 중 3개만 관련되어 있습니다.
뉴클레오타이드 란 무엇입니까?
뉴클레오티드는 DNA 및 RNA 핵산의 단량체를 구성하는 유기 분자입니다.
다른 정의에 따르면 뉴클레오티드는 핵산 DNA와 RNA를 구성하는 분자 단위입니다.
화학적 및 생물학적 단량체는 긴 선형 사슬로 배열되어 고분자로 더 잘 알려진 큰 분자(거대분자)를 형성하는 분자 단위를 정의합니다.
일반 구조
뉴클레오티드는 세 가지 요소를 포함하는 분자 구조를 가지고 있습니다.
- 인산의 유도체인 인산기;
- 5탄당, 즉 5탄당;
- 방향족 헤테로고리 분자인 질소 염기.
오탄당은 인산염 그룹과 질소 염기가 결합하여 뉴클레오타이드의 중심 요소를 나타냅니다.
그림: 핵산의 일반 뉴클레오티드를 구성하는 요소. 보시다시피, 인산기와 질소 염기는 당에 결합합니다.
오탄당과 인산기를 함께 유지하는 화학 결합은 포스포디에스테르 결합(또는 포스포디에스테르 결합)이고, 오탄당과 질소성 염기를 결합하는 화학 결합은 N-글리코시드 결합(또는 N-글리코시드 결합)입니다.
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전제: 화학자들은 연구와 설명을 단순화하는 방식으로 유기 분자를 구성하는 탄소에 번호를 매기는 방법을 생각해 왔습니다. 여기서 5탄당의 5개 탄소는 탄소 1, 탄소 2, 탄소 3, 탄소 4 및 탄소 5가 됩니다. 숫자를 지정하는 기준은 매우 복잡하므로 생략하는 것이 적절하다고 생각합니다.
뉴클레오타이드의 오탄당을 형성하는 5개의 탄소 중 질소 염기 및 인산염 그룹과의 결합에 관여하는 것은 각각 탄소 1 및 탄소 5입니다.
- 오탄당 탄소 1 → N-글리코시드 결합 → 질소 염기
- 오탄당 탄소 5 → 포스포디에스테르 결합 → 인산기
뉴클레오타이드는 인산염 그룹이 있는 뉴클레오사이드입니다.
그림: 오탄당의 구조, 구성 탄소의 번호 및 질소 염기 및 인산염 그룹과의 결합.
인산염 그룹 요소가 없으면 뉴클레오타이드가 뉴클레오사이드가 됩니다.
사실, 뉴클레오사이드는 오탄당과 질소 염기 사이의 결합에서 파생된 유기 분자입니다.
이 주석은 "뉴클레오티드는 탄소 5에 결합된 하나 이상의 인산기가 있는 뉴클레오사이드"라는 뉴클레오티드의 정의를 설명하는 역할을 합니다.
DNA와 RNA의 차이점
DNA와 RNA의 뉴클레오티드는 구조적 관점에서 서로 다릅니다.
주요 차이점은 오탄당에 있습니다. DNA에서 오탄당은 데옥시리보오스입니다. 반면에 RNA에서는 리보스입니다.
Deoxyribose와 ribose는 단 하나의 원자에 대해 다릅니다. 사실, deoxyribose의 탄소 2에는 산소 원자가 없습니다(NB: c "는 수소일 뿐입니다). 반대로 리보스의 탄소 2에는 존재합니다(NB: 여기서 산소는 수소와 결합하여 수산기(OH)를 형성합니다.
이 차이만으로도 엄청난 생물학적 중요성이 있습니다. DNA는 살아있는 유기체 세포의 발달과 적절한 기능이 의존하는 유전적 유산입니다. 반면에 RNA는 주로 DNA 유전자를 코딩, 해독, 조절 및 발현하는 역할을 하는 생물학적 거대분자입니다.
DNA와 RNA 뉴클레오티드의 다른 중요한 차이점은 질소 염기와 관련이 있습니다.
이 두 번째 부등식을 완전히 이해하려면 약간의 뒤로 물러설 필요가 있습니다.
그림: RNA(리보스)와 DNA(데옥시리보스)의 뉴클레오티드를 구성하는 5탄당.
질소 염기는 핵산에서 다양한 유형의 구성 뉴클레오티드의 독특한 요소를 나타내는 유기 성질의 분자입니다.사실, DNA 뉴클레오티드 및 RNA 뉴클레오티드에서 유일한 가변 요소는 질소 염기입니다. 당-인산기 골격은 변하지 않습니다.
DNA와 RNA 모두에서 가능한 질소 염기는 4개이므로 각 핵산에 대한 뉴클레오티드 유형은 모두 4개입니다.
DNA와 RNA의 뉴클레오티드의 두 번째 중요한 차이점으로 돌아가서, 이 두 핵산은 4개의 질소 염기 중 3개만 공통적으로 가지고 있습니다.이 경우 아데닌, 구아닌 및 시토신은 3개의 질소 염기입니다. DNA와 RNA 모두; 반면에 티민과 우라실은 각각 DNA의 네 번째 질소 염기와 RNA의 네 번째 염기입니다.
따라서 5탄당을 제외하고는 4가지 유형 중 3가지가 DNA 염기와 RNA 염기가 동일합니다.
질소 염기의 회원 등급
아데닌과 구아닌은 퓨린으로 알려진 질소 염기 부류에 속합니다. 퓨린은 이중 고리 방향족 헤테로사이클릭 화합물입니다.
반면에 티민, 시토신 및 우라실은 피리미딘으로 알려진 질소 염기 부류에 속합니다.피리미딘은 단일 고리 방향족 헤테로사이클릭 화합물입니다.
DNA 및 RNA 뉴클레오티드의 다른 이름
데옥시리보스 당을 갖는 뉴클레오티드, 즉 DNA 뉴클레오티드는 정확히 전술한 당의 존재로 인해 데옥시리보뉴클레오티드의 대체 명칭을 취한다.
비슷한 이유로 RNA의 뉴클레오티드인 당 리보오스가 있는 뉴클레오티드는 리보뉴클레오티드의 대체 이름을 사용합니다.
- 데옥시리보뉴클레오티드 아데닌
- 구아닌 데옥시리보뉴클레오티드
- 데옥시리보뉴클레오티드 시토신
- 데옥시리보뉴클레오티드 티민
- 리보뉴클레오티드 아데닌
- 구아닌 리보뉴클레오티드
- 시토신 리보뉴클레오티드
- 우라실 리보뉴클레오티드
핵산의 조직
핵산을 구성할 때 뉴클레오티드는 사슬과 유사한 긴 가닥으로 조직됩니다.
이러한 긴 가닥을 형성하는 각 뉴클레오티드는 오탄당의 탄소 3과 바로 다음 뉴클레오티드의 인산기 사이의 포스포디에스테르 결합을 통해 다음 뉴클레오티드에 결합합니다.
사지
핵산을 구성하는 뉴클레오타이드 가닥(또는 뉴클레오타이드 가닥)은 5" 말단("5 말단 프라임"으로 읽음) 및 3" 말단("3 말단 프라임"으로 읽음)으로 알려진 두 개의 말단을 가지고 있습니다. 관습에 따라 생물학자와 유전학자는 "말단 5"가 핵산을 형성하는 가닥의 머리를 나타내고 "말단 3"이 꼬리를 나타낸다는 것을 확립했습니다.
화학적 관점에서 "5 말단"은 사슬의 첫 번째 뉴클레오타이드의 인산염 그룹과 일치하고 "3 말단"은 마지막 뉴클레오타이드의 탄소 3에 있는 수산기(OH)와 일치합니다.
유전학 및 분자 생물학에 관한 책에서 뉴클레오타이드 가닥이 P-5 "→ 3" -OH와 같이 기술되는 것은 이 조직을 기반으로 합니다.
* 참고: 문자 P는 인산염 그룹의 인 원자를 나타냅니다.
생물학적 역할
유전자의 발현은 DNA 염기서열에 따라 결정됩니다. 유전자는 단백질 합성에 필수적인 정보를 포함하는 다소 긴 DNA 단편(즉, 뉴클레오타이드 단편)입니다. 아미노산으로 구성된 단백질은 생물학적 거대분자이며, 유기체의 세포 메커니즘을 조절하는 데 근본적인 역할을 합니다.
주어진 유전자의 뉴클레오티드 서열은 관련 단백질의 아미노산 서열을 지정합니다.
