Nukleozidne značilnosti, struktura in aplikacije

The nukleozidi So široka skupina bioloških molekul, ki jih tvori dušikova baza in pet -ogljikov sladkor, kovalentno združena. Glede na strukture so zelo raznoliki.

So predhodniki za sintezo nukleinskih kislin (DNK in RNA), temeljni dogodek za nadzor presnove in rasti vseh živih bitij. Sodelujejo tudi v več bioloških procesih in med drugim modulirajo nekatere aktivnosti živčnega, mišičnega in srčno -žilnega sistema.

Vir: nukleotidi_1.SVG: BORIS (PNG), SVG avtor SJEPDEVEVATIVA DELO: HUHSUNQ [CC BOR 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by/3.0)]

Dandanes se spremenjeni nukleozidi uporabljajo kot protivirusna in protirakava terapija zaradi njihove lastnosti blokiranja podvajanja DNK.

Pomembno je, da ne zmedete izraza nukleozid z nukleotid. Čeprav sta oba elementa strukturno videti, saj jih tvorijo monomeri nukleinske kisline, imajo nukleotidi eno ali več dodatnih fosfatnih skupin. To pomeni, da je nukleotid nukleozid s fosfatno skupino.

[TOC]

Značilnosti

Nukleozidi so molekule, ki jih tvorijo strukturni bloki nukleinskih kislin. So nizka molekulska teža, v intervalu med 227,22 do 383.31 g/mol.

Zahvaljujoč dušikovi bazi, te strukture reagirajo kot baze z vrednostmi PKA med 3,3 in 9.8.

Struktura

Struktura nukleozidov obsega združeno dušikovo bazo s kovalentno vezjo do pet ogljikovih sladkorja. Nato bomo te komponente temeljito raziskali.

Baza dušika

Prva komponenta - baza dušika, imenovana tudi nukleobaza - To je ravna aromatična molekula, ki vsebuje dušik v svoji strukturi in je lahko purin ali pirimidin.

Prvega tvorita dva spojena obroča: eden od šestih atomov in še en od petih. Pirimidini so manjši in jih tvorijo en sam obroč.

Pentosa

Druga konstrukcijska komponenta je pentoza, ki je lahko riboza ali deoksiriboza. Riboza je "normalen" sladkor, kjer je vsak atom ogljika povezan z enim od kisika. V primeru deoksiriboze je sladkor spremenjen, saj mu primanjkuje atoma kisika v ogljiku 2 '.

Vam lahko služi: kanadska flora in favna: glavna vrsta

Povezava

V vseh nukleozidih (in tudi v nukleotidih), ki jih seveda najdemo povezavo med obema molekulama, je β-N-glikozidnega tipa in je odporen na alkalni klivaje.

Ogljik 1 'sladkorja je povezan z dušikom 1 pirimidina in dušika 9 iz purina. Kot vidimo, so to iste komponente, ki jih najdemo v monomerih, ki tvorijo nukleinske kisline: nukleotidi.

Spremenjeni nukleozidi

Doslej smo opisali splošno strukturo nukleozidov. Vendar pa obstajajo nekatere z določenimi kemičnimi spremembami, najpogostejša je združitev metilne skupine z dušikovo bazo. Pojavijo se lahko tudi metacije v ogljikovih hidratih.

Druge manj pogoste spremembe vključujejo izomerizacijo, na primer iz psevdouridina uridina; izguba vodikov; acetilacija; oblikovanje; in hidroksilacija.

Klasifikacija in nomenklatura

Glede na strukturne sestavine nukleozida je bila vzpostavljena klasifikacija ribonukleozidov in deoksinukleozidov. V prvi kategoriji najdemo nukleozide, katerih purin ali pirimidin je povezan z ribozo. Poleg tega so dušikove baze, ki jih tvorijo, adenin, gvanin, citozin in uracil.

V deoksinukleozidih je dušikova podlaga zasidrana na deoksiribozo. Baze, ki jih najdemo, so enake kot v ribonukleotidi, z izjemo, da uracil pirimidin nadomesti s timinom.

Na ta način so ribonukleozidi poimenovani glede na dušikovo bazo, ki vsebuje molekulo, pri čemer vzpostavijo naslednjo nomenklaturo: adenozin, citidin, uridin in gvanozin. Za identifikacijo deoksinukleozidov se doda predpona desox-, in sicer: deoksiadenozin, deksiksicitidin, deoksiuridin in deoksigiganozin.

Kot že omenjeno, je temeljna razlika med nukleotidom in nukleozidom ta, da ima prva skupina z ogljikovim fosfatom 3 '(3'-nukleotid) ali ogljik 5' (5'-nukleotid). Tako lahko v smislu nomenklature ugotovimo, da je sinonim za prvi primer nukleozid-5'-fosfat.

Vam lahko služi: flora in fauna de Morelos

Biološke funkcije

Strukturni bloki

Trifazni nukleozidi (torej s tremi fosfati v njihovi strukturi) so surovina za konstrukcijo nukleinskih kislin: DNK in RNA.

Shranjevanje energije

Zahvaljujoč visokoenergijskim povezavam, ki ohranjajo fosfatne skupine skupaj, so strukture, ki zlahka hranijo ustrezno razpoložljivost energije za celico. Najbolj znan primer je ATP (Adenosín triffosfat), bolj znan kot "valuta celične energije".

Lokalni hormoni

Nukleozidi (brez fosfatnih skupin v svoji strukturi) nimajo pomembne biološke aktivnosti. Vendar pri sesalcih najdemo vrhunec: molekula adenozina.

V teh organizmih adenozin prevzame vlogo motorida, kar pomeni, da deluje kot lokalni hormon in tudi kot nevromodulator.

Kroženje adenozina v krvnem obtoku modulira različne funkcije, kot so vazodilalacija, srčni utrip, kontrakcije v gladkih mišicah, sproščanje nevrotransmiterjev, razgradnjo lipidov, razgradnjo lipidov.

Adenozin je znan po svoji vlogi pri regulaciji spanja. Ko se koncentracija tega nukleozida poveča, povzroči utrujenost in spanje. Zato nas uživanje kofeina (molekula, podobna adenozinu) ohranja budno, saj blokira interakcije adenozina in njihove receptorje v možganih.

Dietna nukleozidi

Nukleozide lahko zaužijemo v hrani in dokazano je, da modulirajo več fizioloških procesov, kar koristi nekaterim vidikom imunskega sistema, razvoja in rasti prebavil, presnove lipidov, jetrnih funkcij, med drugim.

Med drugimi živimi so obilni sestavni deli v materinem mleku, čaju, pivu, mesu in ribah.

Dodatek eksogenega nukleozida (in nukleotida) je pomemben pri bolnikih, ki nimajo sposobnosti sintetiziranja teh spojin od Nove.

Kar zadeva absorpcijo, se skoraj 90% nukleotidov absorbira v obliki nukleozidov in fosforilira v črevesnih celicah.

Vam lahko postreže: hidroezo

Medicinske aplikacije: anti -rakavi in ​​protivirusni

Nekateri spremenjeni nukleozidi ali nukleotidi so med drugim pokazali protikancero in protivirusno aktivnost, kar omogoča zdravljenje stanja pomembnega medicinskega pomena, kot so HIV/AIDS, virus herpesa, virus hepatitisa B in levkemija.

Te molekule se uporabljajo za zdravljenje teh patologij, saj lahko zavirajo sintezo DNK. Te se aktivno prevažajo v notranjost celice in, ko predstavljajo kemijske spremembe, preprečujejo prihodnje ponovitve genoma virusa.

Analogi, ki se uporabljajo kot zdravljenje, sintetizirajo različne kemične reakcije. Spremembe lahko pridejo v del riboze ali v dušikovem bazi.

Reference

1. Alberts, b., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. (2013). Bistvena celična biologija. Garland Science.
2. Borea, str. Do., GESSI, s., Meright, s., Vincenzi, f., & Varani, K. (2018). Farmakologija adenozinskih sprejemnikov: najsodobnejša. Fiziološki pregledi, 98(3), 1591-1625.
3. Cooper, g. M., & Hausman, r. In. (2007). Celica: molekularna pristop. Washington, DC, Sunderland, MA.
4. Griffiths, a. J. (2002). Sodobna genetska analiza: integracija genov in genomov. Macmillan.
5. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, d. T., & Miller, J. H. (2005). Uvod v genetsko analizo. Macmillan.
6. Koolman, J., & Röhm, k. H. (2005). Biokemija: besedilo in atlas. Ed. Pan -american Medical.
7. Mihailopulo, i. Do., & Miroshnikov, a. Yo. (2010). Novi trendi v nukleozidni biotehnologiji. Naturae 2 minuti(5).
8. Passarge, e. (2009). Besedilo in atlas genetike. Ed. Pan -american Medical.
9. Siegel, g. J. (1999). Osnovna nevrokemija: molekularni, celični in medicinski vidiki. Lippincott-Raven.