O que são nucleotídeos  - Biologados
O que são nucleotídeos 
Os nucleotídeos são os menores blocos de construção de nossa informação genética.
Um nucleotídeo é considerado o bloco de construção básico do ácido nucleico (por exemplo, DNA e RNA ). Um ácido nucleico, por sua vez, é um dos principais grupos de biomoléculas (os demais são carboidratos, proteínas e aminoácidos). Os ácidos nucleicos estão envolvidos na preservação, replicação e expressão de informações hereditárias. Os nucleotídeos também fornecem energia química na forma de seus trifosfatos de nucleosídeos. Além disso, eles participam da sinalização celular e formam um segundo mensageiro nos processos celulares.
Nucleotídeo (definição de biologia): o bloco de construção fundamental do ácido nucleico; um composto orgânico formado por uma base nitrogenada, um açúcar e um grupo fosfato. Etimologia: " nucleo "- ("núcleo") + – ide (sufixo químico).
Um nucleotídeo (nt) é uma molécula química . Ele forma o bloco de construção básico dos ácidos nucléicos ácido desoxirribonucléico ( DNA ) e ácido ribonucléico ( RNA ).
É composto por três componentes que estão ligados entre si. Estes incluem uma molécula de açúcar, uma das cinco nucleobases (adenina, timina, citosina, guanina e uracila) e um grupo fosfato.
Você pode distinguir entre nucleosídeo e nucleotídeo :
Nucleo s id := Nucleoba s e + açúcar
Nucleo t id := nucleobase + açúcar + fosfato
definição de nucleotídeo
Um nucleotídeo consiste em uma molécula de açúcar, uma base orgânica e um resíduo de fosfato. É o bloco de construção básico dos ácidos nucleicos.
estrutura de nucleotídeos
Um nucleotídeo é composto dos três componentes a seguir:
Açúcar : um açúcar simples com 5 átomos de carbono (C) (= pentose), ou ribose (RNA) ou desoxirribose (DNA)
Nucleobase : uma das bases púricas adenina (A) e guanina (G), ou uma das bases pirimídicas citosina (C), timina (T) ou uracila (U)
fosfato : um resíduo de um, dois ou três grupos fosfato (PO 4 3- )
Química de Nucleotídeos
Os blocos de construção individuais estão agora ligados uns aos outros de uma certa maneira.
Açúcar e base estão ligados no primeiro átomo de carbono (C1′) do açúcar por meio de uma ligação N – glicosídica . Isso significa que um átomo de nitrogênio na base se conecta ao átomo de carbono no açúcar.
O açúcar e o resíduo de fosfato estão ligados no átomo C5′ do açúcar por meio de uma ligação éster (-ROOR). O grupo hidroxi (-OH) do açúcar e o grupo ácido do ácido fosfórico estão conectados.
Se houver vários resíduos de fosfato, os grupos fosfato estão ligados uns aos outros por ligações de anidrido fosfórico . A ligação anidrido é formada a partir de um ácido ou uma base através da eliminação de água. É aqui que se forma o anidrido do ácido fosfórico.
Tipos de nucleotídeos
Dependendo de que tipo de componentes estão conectados uns aos outros em uma molécula, você pode distinguir vários tipos de nucleotídeos.
Então, primeiro há a distinção entre as duas formas de ribose , dependendo se o nucleotídeo é incorporado ao DNA ou RNA – desoxirribonucleotídeos ou ribonucleotídeos. Então você pode distinguir entre quatro bases diferentes . No DNA são as 4 bases A, C, G e T. No RNA a base do DNA timina é trocada por uracila. Dependendo do número de resíduos de fosfato , você diferencia entre mono-, di- e trifosfatos (1, 2 ou 3 resíduos de fosfato).
No caso do RNA, a ribose está ligada apenas à uracila e não à timina. Caso contrário, no entanto, também podem ocorrer nucleotídeos que contêm ribose como açúcar e timina como base. Aqui listamos todas as combinações possíveis de nucleotídeos com ribose em uma tabela:
nucleobase nucleosídeo nucleotídeos atalho
adenina (A) adenosina adenosina
monofosfato adenosina difosfato
adenosina trifosfato AMP
guanina (G) guanosina guanosina
monofosfato guanosina difosfato
guanosina trifosfato GMP
Citosina (C) citidina citosina
monofosfato citosina difosfato citosina
trifosfato CMP
Timina (T) timidina timidina
monofosfato timidina difosfato
timidina trifosfato TMP
uracil (U) uridina uridina monofosfato
uridina difosfato uridina
trifosfato UMP
Assim, você pode chamar todos os nucleosídeos que contêm o açúcar do DNA desoxirribose desoxiadenosina, por exemplo. Você então adiciona um pequeno d às abreviações (por exemplo, dAMP).
Nucleotídeos no DNA e RNA
Os nucleotídeos individuais podem agora ser ligados para formar longas cadeias. Isso cria polinucleotídeos , que você chama de ácidos nucleicos.
Para fazer isso, o resíduo de fosfato no átomo C5′ de um nucleotídeo se liga ao grupo hidroxi no átomo C3′ de um segundo nucleotídeo. A reação ocorre com a eliminação de um resíduo de pirofosfato (PP i ). Isso cria uma fita de RNA/DNA na qual açúcar e fosfato são alternadamente conectados entre si. Portanto, você também pode se referir ao esqueleto do DNA como o esqueleto açúcar-fosfato .
As várias bases estão conectadas a ele. Quaisquer duas bases específicas podem formar um par de bases. Geralmente C e G ou A e T (ou U) formam pares. Isso permite que duas fitas de DNA se unam. Isso resulta então na estrutura especial da dupla hélice do DNA . Faz parte do genoma de uma célula. Se você quer aprender mais sobre a estrutura do DNA, então este é o vídeo certo para você!
Nucleotídeos em Bioquímica
No entanto, os nucleotídeos não desempenham apenas um papel como blocos de construção de ácidos nucleicos. Mas alguns deles também são importantes como moléculas individuais. Por exemplo, eles assumem a função de transmissores ou ativadores de energia . Estes incluem, entre outros:
ATP e GTP : trifosfato de adenosina e trifosfato de guanosina são importantes transportadores de energia em nosso corpo. Com a liberação de energia, o ATP é dividido em difosfato de adenosina (ADP) + fosfato (P i ) ou GTP em difosfato de guanosina (GDP) + Pi .
cAMP e cGMP : O monofosfato de adenosina (AMP) cíclico (em forma de anel) e o monofosfato de gunanosina (GMP) estão envolvidos na transdução de sinal em muitos processos diferentes nas células.
ADP : o difosfato de adenosina também é um bloco de construção da coenzima A. Tem um efeito ativador do metabolismo.
Características dos Nucleotídeos
Um nucleotídeo é um composto orgânico formado por três subunidades: uma base nitrogenada, um açúcar de cinco carbonos e um grupo fosfato . O componente de açúcar pode ser ribose ou desoxirribose . A ribose é o componente de açúcar dos nucleotídeos que compõem o RNA. O açúcar desoxirribose é o componente de açúcar do DNA. Cada grupo fosfato conecta os anéis de açúcar de dois monômeros de nucleotídeos adjacentes. Os grupos fosfato e as porções de açúcar formam a espinha dorsal do ácido nucleico.
No DNA, a orientação das duas fitas é em direções opostas. Isto é para permitir o emparelhamento de bases complementares entre os constituintes de nucleobases. Além da longa cadeia de ácidos nucleicos, os nucleotídeos também ocorrem em formas cíclicas. Os nucleotídeos cíclicos se formam quando o grupo fosfato é ligado duas vezes à porção de açúcar, particularmente aos dois grupos hidroxila do açúcar constituinte.
Além do papel dos nucleotídeos como subunidades de ácidos nucleicos, eles também são transportadores de energia. Eles carregam energia química que a célula usa para alimentar várias atividades celulares. O trifosfato de adenosina (ATP) é de longe o mais utilizado.
Nucleosídeos vs. Nucleotídeos
Os nucleotídeos não devem ser confundidos com os nucleosídeos , que também são açúcares de 5 carbonos com uma base nitrogenada. Os nucleosídeos não possuem um grupo fosfato. Quando um nucleosídeo está ligado a um grupo fosfato, ele produz um nucleotídeo. (Ref. 1) Assim, um nucleótido é também referido como monofosfato de nucleósido (se com apenas um grupo fosfato), difosfato de nucleósido (com dois grupos fosfato) ou trifosfato de nucleósido (quando com três grupos fosfato).
Dependendo do componente de açúcar pentose, um nucleosídeo pode ser um ribonucleosídeo ou um desoxirribonucleosídeo . Um ribonucleosídeo é um nucleosídeo com uma ribose (componente de açúcar). Com base no componente nucleobase, o ribonucleosídeo pode ser adenosina , guanosina , citidina , uridina ou 5-metiluridina . Um desoxirribonucleosídeo é um nucleosídeo com desoxirribose. Da mesma forma, com base no componente de nucleobase, um desoxirribonucleosídeo pode ser desoxiadenosina , desoxiguanosina , desoxicitidina , desoxitimidina oudesoxiuridina .
Além disso, dependendo do componente de nucleobase, os nucleosídeos podem ser agrupados na purina de "anel duplo" ou na pirimidina "de anel único".
Os nucleotídeos fundamentais são divididos em purinas e pirimidinas com base na estrutura da base nitrogenada. As bases de purina incluem adenina e guanina enquanto as bases de pirimidina são timina e citosina e uracila. No RNA, a uracila substitui a timina (a timina é produzida pela adição de metila à uracila). (Ref. 2)
As nucleobases que compõem o ácido nucleico são usadas para distinguir o DNA das moléculas de RNA. No DNA, a timina complementa a adenina, enquanto no RNA, a uracila combina com a adenina. Os pares de nucleobases CG e AT (ou AU em RNA) são referidos como complementos de bases .
Exemplos de nucleotídeos com apenas um grupo fosfato:
monofosfato de adenosina (AMP)
monofosfato de guanosina (GMP)
monofosfato de citidina (CMP)
monofosfato de uridina (UMP)
monofosfato de adenosina cíclico (AMPc)
monofosfato de guanosina cíclico (cGMP)
monofosfato de citidina cíclico (cCMP)
monofosfato de uridina cíclico (cUMP)
monofosfato de desoxiadenosina (dAMP)
monofosfato de desoxiguanosina (dGMP)
monofosfato de deoxtcitidina (dCMP)
(desoxi)timidina monofosfato (dTMP)
Nucleotídeos com dois grupos fosfato:
difosfato de guanosina (GDP)
difosfato de citidina (CDP)
difosfato de uridina (UDP)
difosfato de desoxiadenosina (dADP)
difosfato de desoxiguanosina (dGDP)
difosfato de desoxicitidina (dCDP)
(desoxi)timidina difosfato (dTDP)
Nucleotídeos com três grupos fosfato:
Trifosfato de guanosina (GTP)
trifosfato de citidina (CTP)
trifosfato de uridina (UTP)
trifosfato de desoxiadenosina (dATP)
trifosfato de desoxiguanosina (dGTP)
trifosfato de desoxicitidina (dCTP)
(desoxi)timidina trifosfato (dTTP)
Funções biológicas dos nucleotídeos
Além de servir como precursores de ácidos nucleicos, os nucleotídeos também servem como cofatores importantes na sinalização e metabolismo celular . Esses cofatores incluem CoA, dinucleotídeo de flavina adenina (FAD), mononucleotídeo de flavina , trifosfato de adenosina ( ATP ) e fosfato de nicotinamida adenina dinucleotídeo (NADP). Os trifosfatos de nucleosídeos, em particular, carregam pacotes de energia química que são usados ​​em muitas atividades celulares que demandam energia, por exemplo, síntese de aminoácidos, síntese de proteínas, divisão celular, movimentos internos e intercelulares, etc.