نوکلئوتید

این نوکلئوتید پنج کربنی دئوکسی‌ریبوز قند شامل: یک باز نیتروژنی به نام آدنین، و یک گروه فسفات است. با هم، دئوکسی‌ریبوز و آدنین نوکلئوزیدی (به طور خاص، دئوکسی ریبونوکلئوزید) به نام دئوکسی‌آدنوزین را تشکیل می‌دهند.

نوکلئوتیدها مولکول‌های ترکیب‌های آلی (ارگانیک) هستند که مونومر (تکپار) و یا پیش‌واحد اسیدهای نوکلئیک به حساب می‌آیند مانند؛ (دی‌ان‌ای DNA) (اسید دئوکسی ریبونوکلئیک)، و (آران‌ای RNA) (اسید ریبونوکلئیک).

بلوک‌هایی که ساختمان اسیدهای نوکلئیک را می‌سازند؛ همان نوکلئوتیدها، خود از یک باز نیتروژنی، یک قند پنج کربنی؛ (ریبوز یا دئوکسی‌ریبوز)، و دست کم یک گروه فسفات تشکیل شده‌اند؛ بنابراین: نوکلئوتید از یک نوکلئوزید + یک گروه فسفات به‌دست می‌آید.

ساختمان

نوکلئوتید: ترکیب قند، فسفات و باز آلی

نوکلئوتید ترکیبی متشکل از یک قند ۵-کربنی (ریبوز یا داکسی ریبوز) اسید فسفریک (فسفات) و یکی از بازهای آلی پورین (آدنین، گوانین) یا پیریمیدین (سیتوزین، تیمین، یوراسیل) است. اغلب نوکلئوتید را نوکلئوزید فسفات می‌گویند. نوکلئوتیدها به دلیل داشتن اسید فسفریک ترکیبی اسیدی هستند.

✔ داکسی یا دئوکسی به معنای فقدان وجود یک اکسیژن‌است.

نوکلئوزید: ترکیب قند و باز آلی

به مجموعهٔ قند و باز آلی نوکلئوزید گفته می‌شود. گروه فسفات می‌تواند به کربن۳ و یا۵ قند متصل شود. به مجموع نوکلئوزید و گروه فسفات متصل به آن نوکلئوتید می‌گویند.

پیوند فسفو دی استر

با توجه به اینکه یون فسفات می‌تواند هم به کربن ۳ و هم به کربن۵ متصل شود، دو نوکلئوتید از طریق یک پیوند فسفو دی استر بهم متصل می‌شوند. به این صورت که گروه هیدروکسیل یک نوکلئوتید با گروه فسفات نوکلئوتید دیگر واکنش داده و پیوند فسفودی استر را بوجود می‌آورد. از آنجایی که پیوند فسفودی استر، کربن‌های۳ و۵ دو قند مجاور را بهم متصل می‌کند، این پیوند را پیوند۵-۳ فسفودی استر نیز می‌نامند. یک زنجیره در اثر اتصال پشت سر هم تعدادی۲-دزوکسی ریبونوکلئوتید به‌وسیلهٔ پیوندهای دزوکسی ریبونوکلئوتید تشکیل می‌شود

جهت نوکلئوتیدها

تمامی نوکلئوتیدها در یک زنجیرهٔ پلی نوکلئوتیدی دارای جهت یکسان هستند. به این صورت که نوکلئوتید انتهایی در یک سمت زنجیره دارای یک گروه۵ آزاد و نوکلئوتید انتهایی در سمت دیگر زنجیره دارای یک گروه۳ آزاد است؛ بنابراین زنجیرهٔ پلی نوکلئوتیدی دارای جهت بوده و این جهت را به صورت۵--->۳ نشان می‌دهند؛ بنابراین اگر در نوکلئوتید ابتدایی کربن۵ در بالای حلقهٔ پنتوز و کربن۳ در زیر آن باشد، در تمامی نوکلئوتیدهای بعدی زنجیره کربن ۵ در بالای حلقهٔ پنتوز جای خواهد داشت.

دانشمندان توانستند دو نوکلئوتید جدید را خلق بکنند

رای میلیون ها سال ، تاریخچه زندگی تنها از چهار الفبای A , T, C و G نوشته شده است که واحد های تشکیل دهنده ی DNA در تمام جانوران می باشند. امروزه با پژوهش های محققین که توانسته اند یک سلول زنده با اضافه کردن دو نوکلوتید خارجی به ژنوم ایجاد کنند ، این الفبا گسترش پیدا کرده است. گام بزرگی به وسیله دانشمندانی برداشته شد که به دنبال سنتز سلولی بودند که بتواند دارو و سایر مولکول های مفید را تولید کند.

همچنین احتمال این که یک سلول می تواند مهندسی شود بدون چهار بازی که در تمام موجودات وجود دارد ، افزایش پیدا کرده است. دانشمندان ابتدا در سال 1960 این سوال رو مطرح کردند که ایا حیات می تواند از گروه های مختلف شیمیایی به عنوان ذخیره اطلاعات استفاده کند. تا اینکه در سال 1989 steven benner توانستند در DNA بازهای سیتوزین و گوانین تغییر شکل یافته ای ایجاد کنند که می توانستند به RNA و پروتیین تبدیل شوند.

بازهای مهندسی شده

اما بازهای مهندسی شده بوسیله تیم Romesberg بیشتر بیگانه بودن و شباهت کمتری با بازهای طبیعی دارد. در سال 2008گروهی از دانشمندان بپیگیر ترکیبات شیمیایی بودند که باهم جفت باز تشکیل دهند که 60 ترکیب کاندید را لیست کردند که نتیجه آن می شد بررسی 3600 جفت شدگی. آن ها یک جفت بازی که به اسم های d5SICS وdNaM شناخته میشدند را شناسایی کردند که به نظر میرسید موفق شده اند. به خصوص اینکه این ترکیبات با آنزیم های ماشین همانندسازی و ترجمه DNA سازگار بودند. Denis Malyshev می گوید اصلا تو ذهن ما نمی گنجید که بتونیم به سمت موجودی با چنین بازی حرکت کنیم. مطلب کامل در سایت مهندسی علوم زیستی

جستارهای وابسته

• دی‌ان‌ای
• آران‌ای
• باز نوکلئوتیدی
• باز آلی

منابع

• Biologie moléculaire de la cellule, by Bruce Alberts, Flammarion, 4th edition, 2004
• Biology by Neil A. Campbell and Jane B. Reece, Benjamin Cummings, 2004