yra sudėtingi monomerai, iš kurių surenkamos heteropolimerų molekulės. DNR ir RNR. Laisvieji nukleotidai dalyvauja gyvybės signalų ir energijos procesuose. DNR nukleotidai ir RNR nukleotidai turi bendrą struktūrinį planą, tačiau skiriasi pentozės cukraus struktūra. DNR nukleotidai naudoja cukraus dezoksiribozę, o RNR nukleotidai naudoja ribozę.
Nukleotido struktūra
Kiekvienas nukleotidas gali būti suskirstytas į 3 dalis:
1. Angliavandenis yra penkių narių pentozės cukrus (ribozė arba dezoksiribozė).
2. Fosforo liekana (fosfatas) – tai fosforo rūgšties likutis.
3. Azoto bazė – tai junginys, kuriame yra daug azoto atomų. Nukleino rūgštyse naudojamos tik 5 azoto bazių rūšys: adeninas, timinas, guaninas, citozinas, uracilas. DNR yra 4 tipai: adeninas, timinas, guaninas, citozinas. RNR taip pat yra 4 tipai: Adeninas, Uracilas, Guaninas, Citozinas Nesunku pastebėti, kad RNR lyginant su DNR timinas yra pakeistas Uracilu.
Bendra struktūrinė pentozės (ribozės arba dezoksiribozės) formulė, kurios molekulės sudaro nukleorūgščių „skeletą“:
Jei X yra pakeistas H (X = H), tada gaunami dezoksiribonukleozidai; jei X pakeičiamas OH (X = OH), tai gaunami ribonukleozidai. Jei vietoj R pakeisime azoto bazę (puriną arba pirimidiną), gausime specifinį nukleotidą.
Svarbu atkreipti dėmesį į tas anglies atomų pozicijas pentozėje, kurios žymimos 3" ir 5". Anglies atomų numeracija prasideda nuo deguonies atomo viršuje ir eina pagal laikrodžio rodyklę. Gaunamas paskutinis anglies atomas (5"), kuris yra už pentozės žiedo ir sudaro, galima sakyti, pentozės "uodegą". Taigi, sudarydamas nukleotidų grandinę, fermentas gali prijungti tik naują nukleotidą. anglies 3 "ir jokiam kitam . Todėl 5 colių nukleotidų grandinės galas niekada negali būti tęsiamas; tik 3 colių galas gali būti pailgintas.
Palyginkite RNR nukleotidą su DNR nukleotidu.
Pabandykite išsiaiškinti, koks tai nukleotidas šiame paveikslėlyje:
ATP – laisvasis nukleotidas
cAMP – „atgalinė“ ATP molekulė
Nukleotidų struktūros diagrama
Atkreipkite dėmesį, kad aktyvuotas nukleotidas, galintis sukurti DNR arba RNR grandinę, turi „trifosfato uodegą“. Būtent su šia „energija prisotinta“ uodega ji gali prisijungti prie jau esančios augančios nukleino rūgšties grandinės. Fosfato uodega yra ant anglies 5, todėl anglies vieta jau yra užimta fosfatų ir yra skirta pritvirtinti. Prie ko pritvirtinti? Tik prie anglies, esančios 3 padėtyje". Prisijungęs šis nukleotidas pats taps kito nukleotido taikiniu. „Priimantioji pusė" suteikia 3 padėtyje esančią anglį, o „atvykstanti pusė" prie jos prilimpa fosfato uodega, esanti 5" padėtyje. Apskritai grandinė auga iš 3" pusės.
DNR nukleotidų grandinės pratęsimas
Grandinės augimas dėl „išilginių“ ryšių tarp nukleotidų gali vykti tik viena kryptimi: nuo 5" ⇒ iki 3", nes Naują nukleotidą galima pridėti tik prie 3' grandinės galo, o ne į 5' galą.
Nukleotidų poros, sujungtos "kryžminiais" komplementariais jų azotinių bazių ryšiais
DNR dvigubos spiralės pjūvis
Raskite dviejų DNR grandžių antilygiagretumo požymius.
Raskite nukleotidų poras su dvigubomis ir trigubomis komplementariomis jungtimis.
Visi gyvi dalykai planetoje susideda iš daugybės ląstelių. Jie palaiko savo organizacijos tvarkingumą naudodamiesi branduolyje esančia genetine informacija, kuri yra saugoma, perduodama ir įgyvendinama. didelės molekulinės masės kompleksiniai junginiai- Nukleino rūgštys. Šios rūgštys savo ruožtu susideda iš monomerų vienetų – nukleotidų.
Susisiekus su
Nukleino rūgščių vaidmens negalima pervertinti. Normalią gyvybinę organizmo veiklą lemia jų sandaros stabilumas. Jei struktūroje atsiranda kokių nors nukrypimų, pasikeičia kiekis ar seka – tai būtinai lemia ląstelių organizacijos pokyčius. fiziologinės veiklos pokyčiai procesus ir gyvybinę ląstelių veiklą.
Nukleotido samprata
Kaip voverės , nukleino rūgštys yra būtinos gyvybei. Tai visų gyvų organizmų, įskaitant virusus, genetinė medžiaga.
Vieno iš dviejų DNR nukleorūgščių tipų struktūros išaiškinimas leido suprasti, kaip gyvuose organizmuose kaupiama informacija, būtina gyvybei reguliuoti ir kaip ji perduodama palikuonims. Nukleotidas yra monomerinis vienetas, kuris sudaro sudėtingesnius junginius – nukleino rūgštis. Saugojimas be jų neįmanomas., genetinės informacijos dauginimas ir perdavimas. Laisvieji nukleotidai yra pagrindiniai komponentai, dalyvaujantys energijos ir signalizacijos procesuose. Jie palaiko normalią atskirų ląstelių ir viso organizmo funkcionavimą.Iš jų statomos ilgos molekulės,polinukleotidai.Norint suprasti polinukleotido sandarą,reikia suprasti nukleotidų sandarą.
Kas yra nukleotidas? DNR molekulės surenkamos iš mažų monomerinių junginių. Kitaip tariant, nukleotidas yra organinis kompleksinis junginys, kuris yra neatskiriama nukleorūgščių ir kitų biologinių junginių, reikalingų ląstelės gyvavimui, dalis.
Nukleotidų sudėtis ir pagrindinės savybės
Nukleotidų molekulės (mononukleotido) sudėtis tam tikra seka apima tris cheminius junginius:
- Pentozė arba penkiakampis cukrus:
- dezoksiribozė. Šie nukleotidai vadinami dezoksiribonukleotidais. Jie yra DNR dalis;
- ribozė. Nukleotidai yra RNR dalis ir vadinami ribonukleotidais.
2. Azotinė pirimidino arba purino bazė, susieta su cukraus anglies atomu. Šis junginys vadinamas nukleozidu
3. Fosfatų grupė, susidedanti iš fosforo rūgšties likučių (nuo vieno iki trijų). Prie cukraus anglies prisijungia esteriniais ryšiais, sudarant nukleotidų molekulę.
Nukleotidų savybės yra šios:
- dalyvavimas metabolizme ir kituose fiziologiniuose procesuose, vykstančiuose ląstelėje;
- kontroliuoti reprodukciją ir augimą;
- informacijos apie paveldimus požymius ir baltymų struktūrą saugojimas.
Nukleino rūgštys
Cukrus nukleorūgštyse pavaizduotas pentoze. RNR penkių angliavandenių cukrus vadinamas riboze, DNR – dezoksiriboze. Kiekvienoje pentozės molekulėje yra penki anglies atomai, iš kurių keturi sudaro žiedą su deguonies atomu, o penktasis atomas yra HO-CH2 grupės dalis.
Molekulėje anglies atomo padėtis nurodomas skaičiumi su pirminiu skaitmeniu (pavyzdžiui: 1C´, 3C´, 5C´). Kadangi visi paveldimos informacijos nuskaitymo iš nukleino rūgšties molekulės procesai turi griežtą kryptį, anglies atomų numeracija ir jų vieta yra teisingos krypties rodiklis.
Azoto bazė yra prijungta prie pirmojo anglies atomo 1C' cukraus molekulėje.
Fosforo rūgšties liekana yra prijungta prie trečiojo ir penktojo hidroksilo grupės anglies atomų (3C´, 5C´), kuri nustato cheminę medžiagą, priklausančią DNR ir RNR rūgščių grupei.
Azoto bazių sudėtis
Nukleotidų tipai pagal DNR azotinę bazę:
Pirmosios dvi klasės yra purinai:
- adeninas (A);
- guaninas (G).
Paskutiniai du priklauso pirimidinų klasei:
- timinas (T);
- citozinas (C).
Purino junginiai yra sunkesni už pirimidino junginius pagal molekulinę masę.
Azoto junginio RNR nukleotidai yra pavaizduoti:
- guaninas;
- adeninas;
- uracitolis;
- citozinas.
Kaip ir timinas, uracilas yra pirimidino bazė. Dažnai į mokslinė literatūra azotinės bazės žymimos lotyniškomis raidėmis (A, T, C, G, U).
Pirimidinai, būtent timinas, citozinas, uracilas, yra pavaizduoti šešių narių žiedu, susidedančiu iš dviejų azoto atomų ir keturių anglies atomų, nuosekliai sunumeruotų nuo 1 iki 6.
Purinai (guaninas ir adninas) sudaryti iš imidazolo ir pirimidino. Purino bazės turi keturis azoto atomus ir penkis anglies atomus. Kiekvienas atomas turi savo skaičių nuo 1 iki 9.
Azoto likučių ir pentozės liekanų derinio rezultatas yra nukleozidas. Nukleotidas yra fosfato grupės ir nukleozido derinys.
Fosfodiesterio jungčių susidarymas
Būtina suprasti klausimą, kaip nukleotidai susijungia į polipeptidinę grandinę, kiek jų dalyvauja procese, dėl fosfodiesterinių ryšių formuojant nukleorūgšties molekulę.
Kai du nukleotidai sąveikauja, susidaro dinukleotidas. Kondensacijos būdu susidaro naujas junginys, kai atsiranda fosfodiesterio jungtis tarp vieno monomero pentozės hidroksi grupės ir kito monomero fosfato liekanos.
Polinukleotido sintezė yra daugkartinis šios reakcijos pasikartojimas. Polinukleotidų surinkimas yra sudėtingas procesas, užtikrinantis grandinės augimą iš vieno galo.
DNR molekulės, kaip ir baltymų molekulės, turi pirminę, antrinę ir tretinę struktūrą. Pirminę struktūrą DNR grandinėje lemia nukleotidų seka. Antrinė struktūra yra pagrįsta vandenilinių jungčių susidarymu. At DNR dvigubos spiralės sintezė yra tam tikras dėsningumas ir seka: vienos grandinės timinas atitinka kitos adeniną; citozinas – guaninas ir atvirkščiai. Nukleidiniai junginiai sukuria tvirtą grandinių ryšį, kurio atstumas tarp jų yra vienodas.
Žinodami nukleotidų seką pagal pridėjimo principą galima viena DNR grandinė arba papildomumas užbaigti antrąjį.
Tretinę DNR struktūrą sudaro trimačiai kompleksiniai ryšiai. Dėl to molekulė tampa kompaktiškesnė, kad ji laisvai tilptų mažame ląstelės tūryje. E. coli DNR ilgis yra didesnis nei 1 mm, o pačios ląstelės ilgis yra mažesnis nei 5 mikronai.
Pirimidino bazių skaičius visada lygus purinų skaičiui. Atstumas tarp nukleotidų yra 0,34 nm. tai pastovus taip pat molekulinė masė.
DNR funkcijos ir savybės
Pagrindinės DNR funkcijos:
- išsaugo paveldimą informaciją;
- perdavimas (dvigubinimas / replikacija);
- transkripcija, įgyvendinimas;
- DNR autoreprodukcija. Replikono veikimas.
Nukleino rūgšties molekulės savaiminio dauginimosi procesą lydi genetinės informacijos kopijų perkėlimas iš ląstelės į ląstelę. Jai įgyvendinti reikalingas specifinių fermentų rinkinys. Šiame pusiau konservatyvaus tipo procese susidaro replikacijos šakutė.
Replikonas yra genomo srities replikacijos proceso vienetas, valdomas vienu replikacijos pradžios tašku. Paprastai prokariotų genomas yra replikonas. Replikacija nuo pradžios taško vyksta abiem kryptimis, kartais skirtingu greičiu.
RNR molekulė – struktūra
RNR yra viena polinukleotidų grandinė, kuri susidaro kovalentiniais ryšiais tarp fosfato liekanos ir pentozės. Jis yra trumpesnis už DNR, turi skirtingą seką ir skiriasi azoto junginių rūšine sudėtimi. Timino pirimidino bazė RNR pakeistas uracilu.
RNR gali būti trijų tipų, priklausomai nuo organizme atliekamų funkcijų:
- informacija (mRNR) – labai įvairi nukleotidų sudėtis. Tai savotiška baltymo molekulės sintezės matrica, perduodanti genetinę informaciją į ribosomas iš DNR;
- Transportas (tRNR) vidutiniškai susideda iš 75-95 nukleotidų. Jis perneša reikiamą aminorūgštį ribosomoje į polipeptidų sintezės vietą. Kiekvienas tRNR tipas turi savo unikalią nukleotidų arba monomerų seką;
- ribosomų (rRNR) paprastai yra nuo 3000 iki 5000 nukleotidų. Ribosoma yra būtinas struktūrinis komponentas, dalyvaujantis svarbiausiame ląstelėje vykstančiame procese – baltymų biosintezėje.
Nukleotido vaidmuo organizme
Ląstelėje nukleotidai atlieka svarbias funkcijas:
- yra bioreguliatoriai;
- naudojami kaip nukleorūgščių statybiniai blokai;
- yra pagrindinio ląstelės energijos šaltinio – ATP – dalis;
- dalyvauti daugelyje medžiagų apykaitos procesų ląstelėse;
- yra redukuojančių ekvivalentų nešiotojai ląstelėse (FAD, NADP+; NAD+; FMN);
- gali būti laikomi reguliarios ekstraląstelinės sintezės (cGMP, cAMP) pasiuntiniais.
Laisvieji nukleotidai yra pagrindiniai komponentai, dalyvaujantys energijos ir signalizacijos procesuose. Jie palaiko normalų atskirų ląstelių ir viso kūno funkcionavimą.
Nukleotidas
Nukleotidai- natūralūs junginiai, iš kurių, kaip ir iš plytų, statomos grandinės. Taip pat nukleotidai yra svarbiausių kofermentų (organiniai nebaltyminės prigimties junginiai – kai kurių fermentų komponentai) ir kitų biologiškai aktyvių medžiagų dalis, tarnauja kaip energijos nešėjai ląstelėse.
Kiekvieno nukleotido molekulė (mononukleotidas) susideda iš trijų chemiškai skirtingų dalių.
1. Tai penkių anglies cukrus (pentozė):
Ribozė (šiuo atveju nukleotidai vadinami ribonukleotidais ir yra ribonukleino rūgščių dalis, arba)
Arba dezoksiribozė (nukleotidai vadinami dezoksiribonukleotidais ir yra dezoksiribonukleino rūgšties dalis arba).
2. Purino arba pirimidino azoto bazė susijungęs su cukraus anglies atomu, sudaro junginį, vadinamą nukleozidu.
3. Viena, dvi arba trys fosforo rūgšties likučiai
, eteriniais ryšiais prisijungę prie cukraus anglies, sudaro nukleotidų molekulę (DNR arba RNR molekulėse yra viena fosforo rūgšties liekana).
DNR nukleotidų azotinės bazės yra purinai (adeninas ir guaninas) ir pirimidinai (citozinas ir timinas). RNR nukleotiduose yra tos pačios bazės kaip ir DNR, tačiau timiną juose pakeičia uracilas, kurio cheminė struktūra yra panaši.
Azoto bazės ir atitinkamai jas turintys nukleotidai biologinėje literatūroje paprastai žymimi pradinėmis raidėmis (lotyniškai arba ukrainietiškai / rusiškai) pagal jų pavadinimus:
- - A (A);
- - G (G);
- - C (C);
- timinas - T (T);
- uracilas - U (U).
Dviejų nukleotidų derinys vadinamas dinukleotidu, kelių - oligonukleotidu, rinkiniai - polinukleotidu arba nukleorūgštimi.
Be to, kad nukleotidai sudaro DNR ir RNR grandines, jie yra kofermentai, o nukleotidai, kuriuose yra trys fosforo rūgšties liekanos (nukleozidų trifosfatas), yra šaltiniai. cheminė energija, kuris yra uždarytas fosfatinėmis jungtimis. Tokio universalaus energijos nešiklio kaip adenozino trifosato (ATP) vaidmuo yra nepaprastai svarbus visuose gyvenimo procesuose.
Nukleotidai yra: nukleino rūgštys (polinukleotidai), svarbiausi kofermentai (NAD, NADP, FAD, CoA) ir kiti biologiškai aktyvūs junginiai. Laisvieji nukleotidai nukleozidų mono-, di- ir trifosfatų pavidalu randami dideliais kiekiais ląstelėse. Nukleozidų trifosfatas – nukleotidai, kuriuose yra 3 fosforo rūgšties liekanos, turi daug energijos kaupiančių makroerginių ryšių. Ypatingą vaidmenį atlieka ATP – universalus energijos kaupiklis. Nukleotidinių trifosfatų didelės energijos fosfatiniai ryšiai naudojami polisacharidų sintezei ( uridino trifosfatas, ATP), baltymai (GTP, ATP), lipidai ( citidino trifosfatas, ATP). Nukleozidų trifosfatai taip pat yra nukleorūgščių sintezės substratai. Uridino difosfatas dalyvauja angliavandenių apykaitoje kaip monosacharidų likučių nešiklis, citidino difosfatas (cholino ir etanolamino likučių nešiklis) lipidų apykaitoje.
vaidina svarbų reguliavimo vaidmenį organizme cikliniai nukleotidai. Laisvieji nukleozidų monofosfatai susidaro nukleorūgščių sintezės arba hidrolizės būdu, veikiant nukleazėms. Nuoseklus nukleozidų monofosfatų fosforilinimas lemia atitinkamų nukleotidų trifosfatų susidarymą. Nukleotidų skilimas vyksta veikiant nukleotidazei (susidarant nukleozidams), taip pat nukleotidų pirofosforilazei, kuri katalizuoja grįžtamąją nukleotidų skilimo reakciją į laisvas bazes ir fosforibozilo pirofosfatą.
Nukleotidai yra sudėtingos biologinės medžiagos, kurios atlieka pagrindinį vaidmenį daugelyje biologinių procesų. Jie yra DNR ir RNR kūrimo pagrindas, be to, yra atsakingi už baltymų sintezę ir genetinę atmintį, nes yra universalūs energijos šaltiniai. Nukleotidai yra kofermentų dalis, dalyvauja angliavandenių apykaitoje ir lipidų sintezėje. Be to, nukleotidai yra aktyvių vitaminų formų, daugiausia B grupės (riboflavino, niacino) komponentai. Nukleotidai prisideda prie natūralios mikrobiocenozės susidarymo, suteikia reikiamos energijos regeneraciniams procesams žarnyne, turi įtakos hepatocitų brendimui ir normalizavimui.
Nukleotidai yra mažos molekulinės masės junginiai, susidedantys iš azoto bazių (purinai, pirimidinai), pentozės cukraus (ribozės arba dezoksiribozės) ir 1-3 fosfatų grupių.
Medžiagų apykaitos procesuose dalyvauja dažniausiai pasitaikantys monofosfatai: purinai – adenozino monofosfatas (AMP), guanozino monofosfatas (GMP), pirimidinai – citidino monofosfatas (CMP), uridino monofosfatas (UMP).
Kas paskatino susidomėjimą nukleotidų kiekio kūdikių maiste problema?
Dar visai neseniai buvo manoma, kad visi reikalingi nukleotidai sintetinami organizmo viduje, ir jie nebuvo laikomi esminėmis maistinėmis medžiagomis. Buvo manoma, kad dietiniai nukleotidai daugiausia turi „vietinį poveikį“, lemiantį plonosios žarnos augimą ir vystymąsi, lipidų apykaitą ir kepenų funkciją. Tačiau naujausi tyrimai (ESPGAN sesijos medžiaga, 1997 m.) parodė, kad šie nukleotidai tampa būtini, kai nepakanka endogeninio aprūpinimo: pavyzdžiui, sergant ligomis, kurias lydi energijos trūkumas – sunkiomis infekcijomis, vartojimo ligomis, taip pat naujagimiams. laikotarpiu, sparčiai augant vaikui, esant imunodeficito būsenoms ir hipoksiniams pažeidimams. Tuo pačiu metu bendras endogeninės sintezės tūris mažėja ir tampa nepakankamas organizmo poreikiams patenkinti. Tokiomis sąlygomis nukleotidų suvartojimas su maistu „sutaupo“ organizmo energijos sąnaudas šių medžiagų sintezei ir gali optimizuoti audinių funkciją. Taigi gydytojai jau seniai pataria vartoti kepenis, pieną, mėsą, sultinius, t.y. maistą, kuriame gausu nukleotidų, kaip maistą po ilgalaikių ligų.
Maitinant kūdikius būtinas papildomas maisto papildas nukleotidais. Nukleotidai buvo išskirti iš motinos pieno maždaug prieš 30 metų. Iki šiol motinos piene buvo nustatyta 13 rūgštyse tirpių nukleotidų. Jau seniai žinoma, kad žmogaus ir skirtingų gyvūnų rūšių pieno sudėtis nėra identiška. Tačiau daugelį metų buvo įprasta kreipti dėmesį tik į pagrindinius maisto komponentus: baltymus, angliavandenius, lipidus, mineralus, vitaminus. Tuo pačiu metu motinos piene esantys nukleotidai labai skiriasi ne tik kiekiu, bet ir sudėtimi nuo karvės piene esančių nukleotidų. Taigi, pavyzdžiui, orotatas, pagrindinis nukleotidas karvės pienas, kurio yra dideliais kiekiais net pritaikytuose pieno mišiniuose, motinos piene nėra.
Nukleotidai yra motinos pieno nebaltyminės azoto frakcijos komponentas. Nebaltyminis azotas sudaro maždaug 25% viso motinos piene esančio azoto, jame yra amino cukrų ir karnitino, kurie vaidina ypatingą vaidmenį naujagimių vystymuisi. Nukleotidinis azotas gali paskatinti veiksmingiausią baltymų suvartojimą žindomiems kūdikiams, kurie gauna palyginti mažiau baltymų nei mišiniais maitinami kūdikiai.
Nustatyta, kad nukleotidų koncentracija moters piene viršija jų kiekį kraujo serume. Tai rodo, kad moters pieno liaukos sintezuoja papildomą kiekį nukleotidų, kurie patenka į motinos pieną. Taip pat skiriasi nukleotidų kiekis pagal laktacijos etapus. Taigi didžiausias nukleotidų skaičius piene nustatomas 2-4 mėnesį, o vėliau jų kiekis po 6-7 mėnesio pradeda palaipsniui mažėti.
Anksti subrendusiame piene daugiausia yra mononukleotidų (AMP, CMP, GMP). Jų skaičius vėlyvojo brandinimo piene yra didesnis nei priešpienyje, bet mažesnis nei pirmojo laktacijos mėnesio piene.
Nukleotidų koncentracija motinos piene žiemą yra eilės tvarka didesnė nei panašiu maitinimosi metu vasarą.
Šie duomenys gali rodyti, kad pieno liaukų ląstelėse vyksta papildoma nukleotidų sintezė, nes pirmaisiais gyvenimo mėnesiais iš išorės patenkančios medžiagos palaiko reikiamą vaiko medžiagų apykaitos ir energijos apykaitos lygį. Nukleotidų sintezės padidėjimas motinos piene žiemą yra apsauginis mechanizmas: šiuo metų laiku vaikas jautresnis infekcijoms, lengviau vystosi vitaminų ir mineralų trūkumas.
Kaip minėta aukščiau, visų žinduolių rūšių piene nukleotidų sudėtis ir koncentracija skiriasi, tačiau jų skaičius visada mažesnis nei motinos piene. Matyt, taip yra dėl to, kad egzogeninių nukleotidų poreikis yra ypač didelis neapsaugotiems jaunikliams.
Motinos pienas yra ne tik labiausiai subalansuotas produktas racionaliam vaiko vystymuisi, bet ir subtili fiziologinė sistema, kuri gali keistis priklausomai nuo vaiko poreikių. Motinos pienas dar ilgai bus visapusiškai tiriamas ne tik jo kiekybinė ir kokybinė sudėtis, bet ir atskirų ingredientų vaidmuo augančio ir besivystančio organizmo sistemų funkcionavimui. Taip pat bus tobulinami dirbtinio kūdikių maitinimo mišiniai ir palaipsniui taps tikrais „motinos pieno pakaitalais“. Duomenys, kad motinos pieno nukleotidai turi platesnę fiziologinę reikšmę augančiam ir besivystančiam organizmui, buvo pagrindas juos įtraukti į mišinius kūdikiams ir koncentracija bei sudėtimi priartėti prie motinos piene esančių nukleotidų.
Kitas tyrimo etapas buvo bandymas nustatyti nukleotidų, įvestų į mišinius kūdikiams, poveikį vaisiaus brendimui ir kūdikio vystymuisi.
Iliustratyviausi pasirodė duomenys apie vaiko imuninės sistemos suaktyvėjimą . Kaip žinia, IgG registruojamas gimdoje, IgM pradedama sintetinti iš karto po vaiko gimimo, IgA sintetinamas lėčiausiai, o aktyvi jo sintezė vyksta 2-3 gyvenimo mėnesio pabaigoje. Jų gamybos efektyvumą daugiausia lemia imuninio atsako branda.
Tyrimui buvo sudarytos 3 grupės: vaikai, kurie gavo tik motinos pieną, tik mišinius su nukleotidais ir pieno mišinius be nukleotidų.
Dėl to buvo nustatyta, kad vaikų, kurie vartojo mišinius su nukleotidų papildais, iki 1-ojo gyvenimo mėnesio pabaigos ir 3-ojo mėnesio imunoglobulino M sintezės lygis buvo maždaug toks pat kaip vaikų, kurie vartoja žindymas, bet žymiai didesnis nei vaikų, kurie gavo paprastą mišinį. Panašūs rezultatai gauti ir analizuojant imunoglobulino A sintezės lygį.
Imuninės sistemos branda lemia skiepijimo efektyvumą, nes gebėjimas formuoti imuninį atsaką į vakcinaciją yra vienas iš imuniteto susidarymo pirmaisiais gyvenimo metais rodiklių. Pavyzdžiui, ištyrėme antikūnų prieš difteriją gamybos lygį vaikams, kurie vartoja „nukleotidų“ formulę, maitina krūtimi ir mišinius be nukleotidų. Antikūnų kiekis buvo matuojamas praėjus 1 mėnesiui po pirmosios ir po paskutinės vakcinacijos. Nustatyta, kad net pirmieji rodikliai buvo aukštesni, o antrieji – žymiai didesni vaikams, kurie gavo mišinius su nukleotidais.
Tiriant maitinimo mišiniu su nukleotidais poveikį vaikų fiziniam ir psichomotoriniam vystymuisi, pastebėta tendencija geriau augti ir sparčiau vystytis motorinėms bei psichinėms funkcijoms.
Be to, yra duomenų, kad nukleotidų papildymas skatina greitesnį nervinio audinio, smegenų funkcijų ir regos analizatoriaus brendimą, o tai itin svarbu neišnešiotiems ir morfofunkciškai nesubrendusiems vaikams, taip pat kūdikiams, turintiems oftalmologinių problemų.
Visi žino mikrobiocenozės formavimosi problemas mažiems vaikams, ypač pirmaisiais mėnesiais. Tai dispepsijos, žarnyno dieglių, padidėjusio vidurių pūtimo reiškiniai. „Nukleotidų“ mišinių vartojimas leidžia greitai normalizuoti situaciją, nereikia koreguoti probiotikais. Vaikams, vartojusiems mišinius su nukleotidais, rečiau pasireiškė virškinimo trakto disfunkcija, išmatų nestabilumas, jie lengviau toleravo vėlesnį papildomo maisto įvedimą.
Tačiau naudojant mišinius su nukleotidais, reikia nepamiršti, kad jie mažina tuštinimosi dažnumą, todėl vaikams, sergantiems vidurių užkietėjimu, juos reikia rekomenduoti atsargiai.
Šie mišiniai gali būti ypač svarbūs vaikams, sergantiems netinkama mityba, mažakraujyste, taip pat tiems, kuriems naujagimio laikotarpiu buvo hipoksiniai sutrikimai. Mišiniai su nukleotidais padeda išspręsti nemažai problemų, kylančių žindant neišnešiotus kūdikius. Visų pirma, mes kalbame apie prastą apetitą ir mažą svorio padidėjimą pirmaisiais gyvenimo metais, be to, mišinių naudojimas prisideda prie pilnesnio psichomotorinis vystymasis vaikai.
Remiantis tuo, kas išdėstyta, mes, gydytojai, labai domina mišinių su nukleotidų priedais naudojimas. Šiuos mišinius galime rekomenduoti dideliam vaikų ratui, juolab, kad mišiniai nėra gydomieji. Tuo pat metu manome, kad svarbu atkreipti dėmesį į individualių mažų vaikų skonio reakcijų galimybę, ypač perkeliant vaiką iš įprasto mišinio į mišinį, kuriame yra nukleotidų. Taigi kai kuriais atvejais, net naudojant vienos įmonės mišinius, pastebėjome neigiamas vaiko reakcijas iki siūlomo mišinio atsisakymo. Tačiau visi literatūriniai šaltiniai teigia, kad nukleotidai ne tik nedaro neigiamos įtakos skoniui, bet, priešingai, pagerina juos, nepakeisdami mišinio organoleptinių savybių.
Pateikiame mūsų rinkoje esančių mišinių, kuriuose yra nukleotidų priedų, apžvalgą. Tai išrūgų mišiniai iš Frizland Nutrition (Olandija) „Frisolak“, „Frisomel“, kuriuose yra 4 nukleotidai, identiški motinos pieno nukleotidams; išrūgų mišinys Mamex (Intern Nutrition, Danija), NAN (Nestlé, Šveicarija), Enfamil (Mead Johnson, JAV), Similac formulė plius mišinys (Abbott Laboratories, Ispanija/JAV). Nukleotidų skaičius ir sudėtis šiuose mišiniuose skiriasi, tai nustato gamintojas.
Visi gamintojai stengiasi pasirinkti nukleotidų santykį ir sudėtį, techniškai ir biochemiškai jį kuo labiau priartindami prie motinos pieno. Visiškai aišku, kad mechaninis požiūris nėra fiziologinis. Neabejotina, kad nukleotidų įvedimas į mišinius kūdikiams yra revoliucinis motinos pieno pakaitalų gamybos žingsnis, padedantis maksimaliai priartinti motinos pieno sudėtį. Tačiau joks mišinys dar negali būti laikomas fiziologiškai visiškai identišku šiam unikaliam, universaliam ir vaikui reikalingam produktui.
Literatūra
- Georgijus. P. Biocheminiai aspektai. Am.Y.Clin. Nutr. 24(8), 970-975.
- Europos vaikų gastroenterologijos ir mitybos draugija (ESPGAN). Mitybos komitetas: Kūdikių mitybos gairės I. Rekomendacijos dėl pritaikyto mišinio sudėties. Asta Paediatr Scand 1977; Suppl 262: 1-42.
- James L. Leach, Jeffreu H. Baxter, Bruce E. Molitor, Mary B. Ramstac, Marc L\ Masor. Visi potencialiai prieinami motinos pieno nukleotidai žindymo laikotarpiu // American Journal of Clinical Nutrition. - 1995 m. birželis. - T. 61. - Nr. 6. - S. 1224-30.
- Carver J. D., Pimental B., Cox WI, Barmess L. A. Dietinių nukleotidų poveikis kūdikių imuninei funkcijai. Pediatrija 1991; 88; 359-363.
- Oho. R., Stringel G., Thomas R. ir Quan R. (1990) Dietinių nukleozidų poveikis besivystančių žiurkių žarnų augimui ir brendimui. J. Pediatr. Gastroenterolis. Nutr. 10, 497-503.
- Brunser O., Espinosa J., Araya M., Gruchet S. ir Gil A. (1994) Dietinio nukleotidų papildymo poveikis kūdikių viduriavimo ligai. Asta Paediatr. 883. 188-191.
- Keshishyan E. S., Berdnikova E. K.//Mišiniai su nukleotidų priedais, skirti maitinti vaikus pirmaisiais gyvenimo metais//XXI amžiaus kūdikių mityba. - S. 24.
- Deividas. Naujos kūdikių maisto tobulinimo technologijos//Pediatrica. - 1997. - Nr.1. - S. 61-62.
- Keshishyan E. S., Berdnikova E. K. Mišiniai su nukleotidų priedais kūdikiams maitinti. Laukiamas poveikis//Pediatrics. Consilium medicum. - Priedas Nr.2. - 2002. - S. 27-30.
E. S. Keshishyan, medicinos mokslų daktaras, profesorius
E. K. Berdnikova
Maskvos Pediatrijos ir vaikų chirurgijos tyrimų institutas, Rusijos Federacijos sveikatos ministerija, Maskva
Žmogaus kūne yra daug organinių junginių, be kurių neįmanoma įsivaizduoti stabilios medžiagų apykaitos procesų eigos, palaikančios visų gyvybinę veiklą. Viena iš šių medžiagų yra nukleotidai – tai nukleozidų fosforo esteriai, kurie atlieka itin svarbų vaidmenį perduodant informacijos duomenis, taip pat cheminės reakcijos su tarpląstelinės energijos išsiskyrimu.
Kaip nepriklausomi organiniai vienetai sudaro visų nukleino rūgščių ir daugumos kofermentų užpildymo kompoziciją. Leiskite mums išsamiau apsvarstyti, kas yra nukleozidų fosfatai ir kokį vaidmenį jie atlieka žmogaus organizme.
Iš ko sudarytas nukleotidas. Jis laikomas itin sudėtingu esteriu, priklausančiu fosforo rūgščių ir nukleozidų grupei, kurie pagal savo biochemines savybes yra tarp N-glikozidų ir turi heterociklinių fragmentų, susijusių su gliukozės molekulėmis ir azoto atomu.
Gamtoje DNR nukleotidai yra labiausiai paplitę.
Be to, išskiriamos ir panašių struktūrinių savybių organinės medžiagos: ribonukleotidai, taip pat dezoksiribonukleotidai. Visos be išimties yra monomerinės molekulės, priklausančios sudėtingoms polimero tipo biologinėms medžiagoms.
Jie sudaro visų gyvų būtybių RNR ir DNR – nuo paprasčiausių mikroorganizmų ir virusinių infekcijų iki žmogaus organizmo.
Likusi fosforo molekulinės struktūros dalis tarp nukleozidinių fosfatų sudaro esterio ryšį su dviem, trimis, o kai kuriais atvejais iš karto su penkiomis hidroksilo grupėmis. Nukleotidai beveik be išimties yra tarp esminių medžiagų, kurios susidarė iš ortofosforo rūgšties likučių, todėl jų ryšiai yra stabilūs ir nenutrūksta veikiant neigiamiems vidinės ir išorinės aplinkos veiksniams.
Pastaba! Nukleotidų struktūra visada yra sudėtinga ir pagrįsta monoesteriais. Nukleotidų seka gali keistis veikiant streso faktoriams.
Biologinis vaidmuo
Nukleotidų įtaką visų gyvų būtybių organizme vykstančių procesų eigai tiria mokslininkai, tyrinėjantys tarpląstelinės erdvės molekulinę struktūrą.
Remiantis laboratoriniais duomenimis, gautais daugelio metų mokslininkų iš viso pasaulio metu, išskiriamas toks nukleozidinių fosfatų vaidmuo:
- universalus gyvybinės energijos šaltinis, kurio dėka maitinamos ląstelės ir atitinkamai palaikomas normalus vidaus organus formuojančių audinių, biologinių skysčių, epitelio dangalas, kraujagyslių sistemos funkcionavimas;
- yra gliukozės monomerų pernešėjai bet kokio tipo ląstelėse (tai viena iš angliavandenių apykaitos formų, kai cukrus suvartojamas, veikiamas virškinimo fermentai paverčiama gliukoze, kuri kartu su nukleozidiniais fosfatais patenka į kiekvieną kūno kampelį);
- atlikti kofermento (vitaminų ir mineralinių junginių, padedančių aprūpinti ląsteles maistinėmis medžiagomis) funkciją;
- kompleksiniai ir cikliniai mononukleotidai yra biologiniai hormonų laidininkai, kurie plinta kartu su kraujotaka, taip pat sustiprina neuronų impulsų poveikį;
- allosteriškai reguliuoja kasos audinių gaminamų virškinimo fermentų veiklą.
Nukleotidai yra nukleorūgščių dalis. Juos jungia trys ir penki fosfodiesterio tipo ryšiai. Molekulinei biologijai savo gyvenimą paskyrę genetikai ir mokslininkai tęsia laboratorinius nukleozidų fosfatų tyrimus, todėl kasmet pasaulis sužino vis daugiau įdomių dalykų apie nukleotidų savybes.
Nukleotidų seka yra tam tikra genetinė pusiausvyra ir aminorūgščių išsidėstymo pusiausvyra DNR struktūroje, savita esterių liekanų išdėstymo tvarka nukleorūgščių sudėtyje.
Jis nustatomas naudojant tradicinį analizei parinktos biologinės medžiagos sekos nustatymo metodą.
T, timinas;
A - adeninas;
G – guaninas;
C, citozinas;
R – GA adeninas komplekse su guanino ir purino bazėmis;
Y, TC pirimidino junginiai;
K, GT nukleotidai, turintys keto grupę;
M - AC, įtrauktas į amino grupę;
S - GC galingas, pasižymintis trimis vandenilio junginiais;
W - AT yra nestabilūs, kurie sudaro tik dvi vandenilio jungtis.
Nukleotidų seka gali keistis, o žymėjimai lotyniškomis raidėmis būtini tais atvejais, kai eterio junginių eilės tvarka nežinoma, yra nereikšminga arba jau yra pirminių tyrimų rezultatai.
Didžiausias nukleozidų fosfatų variantų ir derinių skaičius būdingas DNR. Esminiams RNR junginiams užrašyti pakanka simbolių A, C, G, U. Paskutinės raidės žymėjimas – medžiaga uridinas, kuri randama tik RNR. Simbolinė seka visada rašoma be tarpų.
Naudingas vaizdo įrašas: nukleino rūgštys (DNR ir RNR)
Kiek nukleotidų yra DNR
Norint kuo išsamiau suprasti, kas yra pavojuje, reikia aiškiai suprasti pačią DNR. Tai yra atskiro tipo molekulės, kurios turi pailgą formą ir susideda iš struktūrinių elementų, būtent nukleozidų fosfatų. Kiek nukleotidų yra DNR? Yra 4 rūšių esminiai šio tipo junginiai, kurie yra DNR dalis. Tai adeninas, timinas, citozinas ir guaninas. Visi jie sudaro vieną grandinę, iš kurios susidaro DNR molekulinė struktūra.
Pirmą kartą DNR struktūrą dar 1953 metais iššifravo amerikiečių mokslininkai Francis Crick ir James Watson. Vienoje dezoksiribonukleino rūgšties molekulėje yra dvi nukleozidų fosfatų grandinės. Jie dedami taip, kad atrodytų kaip spiralė, besisukanti aplink savo ašį.
Pastaba! Nukleotidų skaičius DNR nesikeičia ir apsiriboja tik keturiomis rūšimis – šis atradimas priartino žmoniją prie viso žmogaus genetinio kodo iššifravimo.
Šiuo atveju molekulės struktūra turi vieną svarbią savybę. Visos nukleotidų grandinės turi komplementarumo savybę. Tai reiškia, kad tik esminiai tam tikro tipo junginiai dedami vienas priešais kitą. Yra žinoma, kad adeninas visada yra priešais timiną. Jokios kitos medžiagos, išskyrus guaniną, negalima rasti priešais citoziną. Tokios nukleotidų poros sudaro komplementarumo principą ir yra neatskiriamos.
Svoris ir ilgis
Sudėtingų matematinių skaičiavimų ir laboratorinių tyrimų pagalba mokslininkams pavyko nustatyti tikslias fizines ir biologines esminių junginių, sudarančių dezoksiribonukleino rūgšties molekulinę struktūrą, savybes.
Yra žinoma, kad vienos tarpląstelinės liekanos, susidedančios iš aminorūgščių vienoje polipeptidinėje grandinėje, ilgis yra 3,5 angstremo. Vidutinė vienos molekulinės liekanos masė yra 110 amu.
Be to, išskiriami ir nukleotidų tipo monomerai, kurie susidaro ne tik iš aminorūgščių, bet turi ir eterinių komponentų. Tai yra DNR ir RNR monomerai. Jų linijinis ilgis matuojamas tiesiai nukleino rūgšties viduje ir yra ne mažesnis kaip 3,4 angstremo. Vieno nukleozido fosfato molekulinė masė yra 345 amu. Tai yra pradiniai duomenys, kurie naudojami praktiškai laboratoriniai darbai skirta eksperimentams, genetiniams tyrimams ir kitai mokslinei veiklai.
Medicininiai pavadinimai
Genetika, kaip mokslas, išsivystė dar tais laikais, kai nebuvo atlikta žmonių ir kitų gyvų būtybių DNR struktūros tyrimų molekuliniu lygmeniu. Todėl ikimolekulinės genetikos laikotarpiu nukleotidiniai ryšiai buvo įvardijami kaip mažiausias DNR molekulės struktūros elementas. Ir anksčiau, ir šiuo metu šios rūšies esminės medžiagos buvo taikomos. Jis gali būti spontaniškas arba sukeltas, todėl terminas „recon“ taip pat vartojamas kalbant apie pažeistos struktūros nukleozidų fosfatus.
Norint apibrėžti galimos mutacijos atsiradimo nukleotidinių jungčių azotiniuose junginiuose sąvoką, vartojamas terminas „mutonas“. Šie pavadinimai yra labiau paklausūs atliekant laboratorinius darbus su biologine medžiaga. Jas taip pat naudoja genetikai, tyrinėjantys DNR molekulių struktūrą, paveldimos informacijos perdavimo būdus, jos šifravimą ir galimus genų derinius, atsirandančius susiliejus dviejų seksualinių partnerių genetiniam potencialui.
Susisiekus su