Tanyajoy/Getty Images
Nukleotider är de grundläggande enheterna som består av både ribonukleinsyra (RNA) och deoxiribonukleinsyra (DNA). De är i sin tur de väsentliga byggstenarna för varje levande organism på jorden. DNA bär den ärftliga informationen som går från en generation till nästa, och fungerar som en exakt biologisk plan. Dess ikoniska dubbelhelix-konfiguration är fortfarande en av de mest igenkännliga symbolerna inom vetenskapen.
Medan RNA ofta får mindre offentlig uppmärksamhet, är det inte mindre kritiskt. RNA tolkar de genetiska instruktionerna som lagras i DNA och levererar dem till ribosomer - de cellulära fabrikerna som syntetiserar proteiner. Till skillnad från det dubbelsträngade DNA:t är RNA enkelsträngat och i allmänhet kortare, men ändå delar det samma underliggande monomera struktur.
Både DNA och RNA är polymerer - långa kedjor av upprepade monomerer. I dessa nukleinsyror är monomererna nukleotider, som var och en omfattar tre distinkta delar:en kvävehaltig bas, ett pentossocker och en fosfatgrupp. Nedan bryter vi ner varje komponent och förklarar hur de fungerar tillsammans för att koda livets information.
sasirin pamai/Shutterstock
Kvävehaltiga baser är heterocykliska föreningar byggda av sammansmälta ringar av kväve och kol. Baser med två ringar klassificeras som puriner, medan enkelringstrukturer är pyrimidiner. Puriner och pyrimidiner parar sig naturligt via vätebindningar - i likhet med kompletterande pusselbitar - och bildar stegpinnarna i DNA:s "stege"-struktur. I enkelsträngat RNA förblir dessa baser oparade men kodar fortfarande för genetiska meddelanden.
Det finns två puriner - adenin (A) och guanin (G) - närvarande i både DNA och RNA. Pyrimidiner inkluderar cytosin (C), tymin (T) (endast DNA) och uracil (U) (endast RNA). Dessa baser är alfabetet för den genetiska koden; varje uppsättning av tre baser, eller kodon, specificerar en speciell aminosyra under proteinsyntes. Till exempel kodar båda kodonen CAA och CAG för aminosyran glutamin.
Nya Afrika/Shutterstock
Pentossocker bildar ryggradens "skenor" av nukleinsyrasträngar. De är monosackarider med fem kolatomer, som länkar de kvävehaltiga baserna till fosfatgruppen. De två kritiska pentoserna är ribos i RNA och deoxiribos i DNA. Skillnaden ligger i en enda syreatom:ribos bär en hydroxylgrupp på sitt andra kol, medan deoxiribos har en väteatom i den positionen. Deras kemiska formler är C₅H₁₀O5 (ribos) och C₅H₁₀O4 (deoxiribos).
Nya Afrika/Shutterstock
Fosfatgruppen – som består av en fosforatom bunden till fyra syreatomer – skapar sockerfosfatryggraden som håller samman nukleotiderna. En nukleotid kan innehålla en (monofosfat), två (difosfat) eller tre (trifosfat) fosfatgrupper. När nukleotider länkar samman för att bilda en nukleinsyrasträng förblir endast ett fosfat fäst, vilket förbinder sockret i en nukleotid med nästa bas via fosfodiesterbindningar.
Tänk på fosfatgrupperna som kopplingarna som binder ett tåg av nukleotider till en sammanhängande DNA- eller RNA-sträng. Denna koppling är väsentlig för stabiliteten och funktionella integriteten hos genetiskt material.
