Nukleotiid on selle põhielement ribonukleiinhape (RNA) või desoksüribonukleiinhape (DNA), millel on alus, suhkurvõi fosfaat komponent. Rakkudes on nukleotiididel elutähtsad funktsioonid ja nad osalevad näiteks hormonaalses signaaliülekandes või energiatootmises.
Mis on nukleotiidid?
Nukleotiidid on RNA ja DNA põhilised ehituskivid. Need koosnevad a suhkur molekul, kindel alus ja a fosfaat Grupp. Geneetilises koodis kasutatakse nukleotiide ja paljud tüübid, näiteks GTP, cAMP ja ATP, täidavad ka raku elutähtsaid funktsioone. Hiiglane molekulid RNA või DNA koosneb kokku viiest erinevast nukleotiidiliigist.
Funktsioon, mõju ja ülesanded
Nukleotiidid on väga olulised nii uute rakkude moodustamiseks kui ka energia metabolism ja toimivad ka messenger-ainetena. Ilma nukleotiidideta ei saaks keha toimida. Nukleotiidide abil saab organism oma funktsiooni taastada pärast haigusi või vigastusi. Selleks on vaja palju ehitusmaterjale ja palju energiat, mida aga nukleotiidide puudumise korral pole piisavas koguses saadaval. Üldiselt täidavad nukleotiidid kehas järgmisi funktsioone:
- Energiakandja: selleks on vaja anhüdriidsidemeid, mille energia on väga kõrge.
- Sünteesiproduktide nagu RNA ja DNA eelkäijad.
- Koensüümide osad: need on olulised erinevate keemiliste reaktsioonide kulgemiseks.
- Allosteeriline moduleeriv funktsioon: nukleotiidide ülesandeks on reguleerida peamiste ensüümide aktiivsust
Moodustumine, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused
Nukleotiid koosneb järgmistest komponentidest:
- 5 C-aatomist koosnev monosahhariid, tuntud ka kui pentoos.
- Fosforhappejääk ja
- Ühest viiest nukleobaasist (uratsiil, tümiin, tsütosiin, guaniin, adeniin).
. suhkur seotakse seeläbi aluse ja fosfor. Millal fosfaat on seotud nukleosiidiga, tekib kõige lihtsam nukleotiid, mida nimetatakse mononukleotiidiks. Under vesi lõhustades moodustab fosfaat an ester side nukleosiidi 5-C aatomiga. Seetõttu nimetatakse nukleotiide väga sageli “nukleosiidide fosfaatestriteks”. Kui lisatakse täiendavaid fosfaadijääke, moodustuvad nukleosiiddi- või nukleosiidtrifosfaadid. Fosforanhüdriidsidemed moodustuvad fosfaatide vahel, millel on palju energiat. DNA-s kasutatakse ainult tümiini, tsütosiini, guaniini ja adeniini, samas kui RNA-s on tümiini asemel uratsiil. On ka mitmeid muid alused mida nimetatakse haruldasteks alusteks, kuna neid leidub nukleiinhapped ainult väga väikestes kogustes. Nende hulka kuuluvad näiteks hüdroksüülitud või metüleeritud puriin, samuti pürimidiin alused nagu pseudouridiin, dihüdrouratsiil või 5-metüültsütosiin. Kolm omavahel seotud nukleotiidi moodustavad väikseima üksuse, mis on vajalik geneetilise teabe kodeerimiseks RNA-s või DNA-s. Seda teabeühikut nimetatakse koodoniks. Põhimõtteliselt eristatakse kahte tüüpi nukleotiide: pürimidiini ja puriini nukleotiide. Puriini nukleotiididel on heterotsükliline tsüklisüsteem, mis koosneb kahest ringist, samas kui pürimidiini nukleotiididel on ainult üks ring. Nukleotiidid on loomse ja taimse toidu loomulik komponent ning neid leidub kõigis rakkudes. Polümeer nukleiinhapped toiduga allaneelatud organism lagundab nukleotiidideks või nukleosiidideks, mis seejärel imenduvad peensoolde. Kuid nukleiinhapped esineda toidus erinevas koguses. Rups sisaldab väga suurt osa, kuid liha ja kala sisaldavad ka palju nukleiinseid aineid happed.
Haigused ja häired
Terved inimesed suudavad toidust omastada piisavas koguses nukleotiidiühendeid, neid rakkudest ringlusse võtta või endogeenselt sünteesida. Kui aga endogeenne varustus on ebapiisav, on ülimalt oluline tarbida nukleotiide dieet. Eelkõige vajavad nukleotiide piisavas koguses kuded, millel on suur energiavajadus. Nende hulka kuuluvad näiteks sooled, maks, immuunsüsteemi, lihased ja närvisüsteem. Kroonilisi haigusi esineb nendes kudedes eriti sageli. Muud koetüübid, näiteks aju, lümfotsüüdid, erütrotsüüdid or leukotsüüdid ei suuda sünteesida nukleotiide ja on sõltuvad ka teatud toiduainetega varustamisest. Teatud haigusseisundites või kui nukleotiidide omastamine on vähenenud, soovitatakse koe funktsiooni optimeerimiseks toidus sisalduvaid nukleotiide. Toidunukleotiidid stimuleerivad bifidobakterite kasvu. Lisaks saab vähendada seedetrakti kahjustusi ja suurendada soole villide pikkust või kasvu. Eriti lastel, kes kasvama väga kiiresti, suuremate vigastuste või infektsioonide korral, tekib küsimus, kas isesüntees on piisav suurenenud nukleotiidivajaduse katmiseks. Rinnapiim sisaldab suhteliselt palju nukleotiide, seega peaks rinnapiimaga toitvatel imikutel olema ka sobiv varu. Kui geenide nukleotiidjärjestus muutub, nimetatakse seda mutatsiooniks. Näiteks võib DNA üks nukleotiidipaar asendada teisega. Sel juhul räägitakse punktmutatsioonist või “vaikivast mutatsioonist”. Kui üks või mitu nukleotiidipaari on kadunud või paarid on sisestatud, toimub kas deletsioon või insertsioon geen. Paljudel juhtudel on seejärel moodustunud valk täiesti erineva struktuuriga ega suuda oma funktsioone täita. Mutatsioonid võivad olla põhjustatud kas mutageensetest ainetest või kiirgusest, või võivad need esineda spontaanselt. Selle tulemusena individuaalne alused saab muuta ja DNA kahjustada.
