ir sarežģīti monomēri, no kuriem tiek montētas heteropolimēru molekulas. DNS un RNS. Brīvie nukleotīdi ir iesaistīti dzīvības signālu un enerģijas procesos. DNS nukleotīdiem un RNS nukleotīdiem ir kopīgs strukturālais plāns, taču tie atšķiras ar pentozes cukura struktūru. DNS nukleotīdi izmanto cukura dezoksiribozi, bet RNS nukleotīdi izmanto ribozi.
Nukleotīda struktūra
Katru nukleotīdu var iedalīt 3 daļās:
1. Ogļhidrāts ir piecu locekļu pentozes cukurs (riboze vai dezoksiriboze).
2. Fosfora atlikums (fosfāts) ir fosforskābes atlikums.
3. Slāpekļa bāze ir savienojums, kurā ir daudz slāpekļa atomu. Nukleīnskābēs izmanto tikai 5 veidu slāpekļa bāzes: adenīnu, timīnu, guanīnu, citozīnu, uracilu. DNS ir 4 veidi: adenīns, timīns, guanīns, citozīns. RNS ir arī 4 veidi: Adenīns, Uracils, Guanīns, Citozīns.. Ir viegli redzēt, ka RNS timīns ir aizstāts ar Uracilu, salīdzinot ar DNS.
Pentozes (ribozes vai dezoksiribozes) vispārējā strukturālā formula, kuras molekulas veido nukleīnskābju "skeletu":
Ja X aizstāj ar H (X = H), tad iegūst dezoksiribonukleozīdus; ja X aizvieto ar OH (X = OH), tad iegūst ribonukleozīdus. Ja R vietā aizvietojam slāpekļa bāzi (purīnu vai pirimidīnu), tad iegūstam konkrētu nukleotīdu.
Ir svarīgi pievērst uzmanību tām oglekļa atomu pozīcijām pentozē, kas apzīmētas kā 3" un 5". Oglekļa atomu numerācija sākas no skābekļa atoma augšpusē un iet pulksteņrādītāja virzienā. Tiek iegūts pēdējais oglekļa atoms (5"), kas atrodas ārpus pentozes gredzena un veido, varētu teikt, pentozes "asti". Tātad, veidojot nukleotīdu ķēdi, enzīms var piesaistīt tikai jaunu nukleotīdu. uz oglekļa 3 "un nevienam citam . Tāpēc nukleotīdu ķēdes 5" galu nekad nevar turpināt; tikai 3" galu var pagarināt.
Salīdziniet RNS nukleotīdu ar DNS nukleotīdu.
Mēģiniet noskaidrot, kurš nukleotīds tas ir šajā attēlojumā:
ATP - brīvais nukleotīds
cAMP - "atgriezes" ATP molekula
Nukleotīdu struktūras diagramma
Ņemiet vērā, ka aktivizētam nukleotīdam, kas spēj veidot DNS vai RNS ķēdi, ir "trifosfāta aste". Tieši ar šo "enerģijas piesātināto" asti tā var pievienoties jau esošajai augošās nukleīnskābes ķēdei. Fosfāta aste atrodas uz oglekļa 5, tāpēc oglekļa pozīcija jau ir aizņemta ar fosfātiem un ir paredzēta pievienošanai. Kam to piestiprināt? Tikai ogleklim 3. pozīcijā". Kad tas ir pievienots, šis nukleotīds pats kļūs par mērķi, kuram jāpievienojas nākamajam nukleotīdam. "Saņēmēja puse" nodrošina oglekli 3. pozīcijā, un "ierašanās puse" pieķeras tai ar fosfāta aste atrodas 5. pozīcijā. Kopumā ķēde aug no 3 collu puses.
DNS nukleotīdu ķēdes pagarināšana
Ķēdes augšana "garenisko" saišu starp nukleotīdiem dēļ var notikt tikai vienā virzienā: no 5" ⇒ līdz 3", jo Jaunu nukleotīdu var pievienot tikai ķēdes 3' galam, nevis 5' galam.
Nukleotīdu pāri, kas savienoti ar to slāpekļa bāzu "šķērsām" komplementārām saitēm
DNS dubultspirāles sadaļa
Atrodiet divu DNS virkņu antiparalēlisma pazīmes.
Atrodiet nukleotīdu pārus ar dubultām un trīskāršām komplementārām saitēm.
Visas dzīvās būtnes uz planētas sastāv no daudzām šūnām. Viņi uztur savas organizācijas sakārtotību ar kodolā ietvertās ģenētiskās informācijas palīdzību, kas tiek glabāta, pārraidīta un ieviesta. lielmolekulāri kompleksi savienojumi- Nukleīnskābes. Šīs skābes savukārt sastāv no monomēra vienībām – nukleotīdiem.
Saskarsmē ar
Nukleīnskābju lomu nevar pārvērtēt. Organisma normālu vitālo darbību nosaka to struktūras stabilitāte. Ja struktūrā rodas kādas novirzes, mainās daudzums vai secība - tas noteikti noved pie izmaiņām šūnu organizācijā. fizioloģiskās aktivitātes izmaiņas procesus un šūnu dzīvībai svarīgo aktivitāti.
Nukleotīda jēdziens
Tāpat kā vāveres , nukleīnskābes ir būtiskas dzīvībai. Tas ir visu dzīvo organismu, tostarp vīrusu, ģenētiskais materiāls.
Viena no diviem DNS nukleīnskābju veidiem struktūras noskaidrošana ļāva saprast, kā dzīvajos organismos tiek glabāta dzīvības regulēšanai nepieciešamā informācija un kā tā tiek nodota pēcnācējiem. Nukleotīds ir monomēra vienība, kas veido sarežģītākus savienojumus – nukleīnskābes. Uzglabāšana bez tiem nav iespējama., ģenētiskās informācijas reproducēšana un pārraide. Brīvie nukleotīdi ir galvenie komponenti, kas ir iesaistīti enerģijas un signalizācijas procesos. Tie atbalsta atsevišķu šūnu un visa organisma normālu darbību.No tiem tiek veidotas garas molekulas, polinukleotīdi.Lai saprastu polinukleotīda uzbūvi, ir jāsaprot nukleotīdu uzbūve.
Kas ir nukleotīds? DNS molekulas tiek samontētas no maziem monomēru savienojumiem. Citiem vārdiem sakot, nukleotīds ir organisks komplekss savienojums, kas ir nukleīnskābju un citu šūnas dzīvībai nepieciešamo bioloģisko savienojumu neatņemama sastāvdaļa.
Nukleotīdu sastāvs un pamatīpašības
Nukleotīda molekulas (mononukleotīda) sastāvs noteiktā secībā ietver trīs ķīmiskus savienojumus:
- Pentoze vai piecstūra cukurs:
- dezoksiriboze. Šos nukleotīdus sauc par dezoksiribonukleotīdiem. Tie ir daļa no DNS;
- riboze. Nukleotīdi ir daļa no RNS un tiek saukti par ribonukleotīdiem.
2. Slāpekļa pirimidīna vai purīna bāze, kas saistīta ar cukura oglekļa atomu. Šo savienojumu sauc par nukleozīdu
3. Fosfātu grupa, kas sastāv no fosforskābes atlikumiem (no viena līdz trim). Pievienots cukura ogleklim ar estera saitēm, veidojot nukleotīdu molekulu.
Nukleotīdu īpašības ir šādas:
- līdzdalība vielmaiņas un citos fizioloģiskajos procesos, kas notiek šūnā;
- kontrolēt vairošanos un augšanu;
- informācijas uzglabāšana par iedzimtajām pazīmēm un olbaltumvielu struktūru.
Nukleīnskābes
Cukuru nukleīnskābēs attēlo pentoze. RNS piecu oglekļa cukuru sauc par ribozi; DNS to sauc par dezoksiribozi. Katrā pentozes molekulā ir pieci oglekļa atomi, no kuriem četri veido gredzenu ar skābekļa atomu, un piektais atoms ir daļa no HO-CH2 grupas.
Molekulā oglekļa atoma atrašanās vieta apzīmē ar skaitli ar pirmskaitli (piemēram, 1C´, 3C´, 5C´). Tā kā visiem iedzimtības informācijas nolasīšanas procesiem no nukleīnskābes molekulas ir stingrs virziens, oglekļa atomu numerācija un to atrašanās vieta kalpo kā pareizā virziena indikators.
Slāpekļa bāze ir pievienota pirmajam oglekļa atomam 1C' cukura molekulā.
Pie hidroksilgrupas trešā un piektā oglekļa atoma (3C´, 5C´) ir piesaistīts fosforskābes atlikums, kas nosaka DNS un RNS skābajai grupai piederošo ķīmisko vielu.
Slāpekļa bāzu sastāvs
Nukleotīdu veidi pēc DNS slāpekļa bāzes:
Pirmās divas klases ir purīni:
- adenīns (A);
- guanīns (G).
Pēdējie divi pieder pie pirimidīnu klases:
- timīns (T);
- citozīns (C).
Purīna savienojumi pēc molekulmasas ir smagāki par pirimidīna savienojumiem.
RNS nukleotīdus ar slāpekļa savienojumu attēlo:
- guanīns;
- adenīns;
- uracitols;
- citozīns.
Tāpat kā timīns, uracils ir pirimidīna bāze. Bieži vien iekšā zinātniskā literatūra slāpekļa bāzes apzīmē ar latīņu burtiem (A, T, C, G, U).
Pirimidīnus, proti, timīnu, citozīnu, uracilu, attēlo sešu locekļu gredzens, kas sastāv no diviem slāpekļa atomiem un četriem oglekļa atomiem, kas secīgi numurēti no 1 līdz 6.
Purīni (guanīns un adbīns) sastāv no imidazola un pirimidīna. Purīna bāzēs ir četri slāpekļa atomi un pieci oglekļa atomi. Katram atomam ir savs skaitlis no 1 līdz 9.
Slāpekļa atlieku un pentozes atlikumu kombinācijas rezultāts ir nukleozīds. Nukleotīds ir fosfātu grupas kombinācija ar nukleozīdu.
Fosfodiestera saišu veidošanās
Ir jāsaprot jautājums par to, kā nukleotīdi tiek savienoti polipeptīdu ķēdē, cik no tiem ir iesaistīti procesā, veidojot nukleīnskābes molekulu fosfodiestera saišu dēļ.
Kad divi nukleotīdi mijiedarbojas, veidojas dinukleotīds. Kondensācijas rezultātā veidojas jauns savienojums, kad rodas fosfodiestera saite starp viena monomēra pentozes hidroksigrupu un otra monomēra fosfāta atlikumu.
Polinukleotīda sintēze ir šīs reakcijas vairākkārtēja atkārtošanās. Polinukleotīdu montāža ir sarežģīts process, kas nodrošina ķēdes augšanu no viena gala.
DNS molekulām, tāpat kā olbaltumvielu molekulām, ir primārā, sekundārā un terciārā struktūra. Primāro struktūru DNS ķēdē nosaka nukleotīdu secība. Sekundārās struktūras pamatā ir ūdeņraža saišu veidošanās. Plkst DNS dubultspirāles sintēze ir noteikta likumsakarība un secība: vienas ķēdes timīns atbilst otras ķēdes adenīnam; citozīns - guanīns un otrādi. Nukleīdu savienojumi veido spēcīgu ķēžu saiti ar vienādu attālumu starp tām.
Zinot nukleotīdu secību viena DNS virkne ir iespējama pēc pievienošanas principa vai komplementaritāte, lai pabeigtu otro.
DNS terciāro struktūru veido trīsdimensiju kompleksie savienojumi. Tas padara molekulu kompaktāku, lai tā varētu brīvi iekļauties mazajā šūnas tilpumā. E. coli DNS garums ir lielāks par 1 mm, savukārt pašas šūnas garums ir mazāks par 5 mikroniem.
Pirimidīna bāzu skaits vienmēr ir vienāds ar purīnu skaitu. Attālums starp nukleotīdiem ir 0,34 nm. to nemainīgs kā arī molekulmasu.
DNS funkcijas un īpašības
Galvenās DNS funkcijas:
- saglabā iedzimtības informāciju;
- pārraide (dubultošana/replicēšana);
- transkripcija, realizācija;
- DNS autoreprodukcija. Replikona darbība.
Nukleīnskābes molekulas pašreprodukcijas procesu pavada ģenētiskās informācijas kopiju pārnešana no šūnas uz šūnu. Lai to īstenotu, ir nepieciešams noteiktu fermentu komplekts. Šajā daļēji konservatīvā tipa procesā tiek veidota replikācijas dakša.
Replikons ir tāda genoma reģiona replikācijas procesa vienība, kuru kontrolē viens replikācijas sākuma punkts. Parasti prokariotu genoms ir replikons. Replikācija no sākuma punkta notiek abos virzienos, dažreiz dažādos ātrumos.
RNS molekula - struktūra
RNS ir viena polinukleotīda ķēde, kas veidojas, izmantojot kovalentas saites starp fosfāta atlikumu un pentozi. Tas ir īsāks par DNS, tam ir cita secība un atšķiras slāpekļa savienojumu sugu sastāvs. Timīna pirimidīna bāze RNS aizstāts ar uracilu.
RNS var būt trīs veidu atkarībā no funkcijām, kas tiek veiktas organismā:
- informācija (mRNS) - ļoti daudzveidīga nukleotīdu sastāvā. Tā ir sava veida matrica proteīna molekulas sintēzei, pārnes ģenētisko informāciju uz ribosomām no DNS;
- transports (tRNS) vidēji sastāv no 75-95 nukleotīdiem. Tas nogādā nepieciešamo aminoskābi ribosomā uz polipeptīdu sintēzes vietu. Katram tRNS tipam ir sava, unikāla nukleotīdu vai monomēru secība;
- ribosomu (rRNS) parasti satur no 3000 līdz 5000 nukleotīdu. Ribosoma ir nepieciešama strukturāla sastāvdaļa, kas iesaistīta vissvarīgākajā šūnā notiekošajā procesā - olbaltumvielu biosintēzē.
Nukleotīda loma organismā
Šūnā nukleotīdi veic svarīgas funkcijas:
- ir bioregulatori;
- izmanto kā nukleīnskābju veidošanas blokus;
- ir daļa no galvenā enerģijas avota šūnā - ATP;
- piedalīties daudzos vielmaiņas procesos šūnās;
- ir reducējošo ekvivalentu nesēji šūnās (FAD, NADP+; NAD+; FMN);
- var uzskatīt par regulāras ekstracelulārās sintēzes (cGMP, cAMP) vēstnešiem.
Brīvie nukleotīdi ir galvenie komponenti, kas ir iesaistīti enerģijas un signalizācijas procesos. Tie atbalsta atsevišķu šūnu un visa ķermeņa normālu darbību.
Nukleotīds
Nukleotīdi- dabiskie savienojumi, no kuriem, tāpat kā ķieģeļi, tiek būvētas ķēdes. Tāpat nukleotīdi ir daļa no svarīgākajiem koenzīmiem (neolbaltumvielu organiskie savienojumi - dažu enzīmu sastāvdaļas) un citām bioloģiski aktīvām vielām, kalpo kā enerģijas nesēji šūnās.
Katra nukleotīda molekula (mononukleotīds) sastāv no trim ķīmiski atšķirīgām daļām.
1. Šis ir piecu ogļu cukurs (pentoze):
Riboze (šajā gadījumā nukleotīdus sauc par ribonukleotīdiem un ir daļa no ribonukleīnskābēm, vai)
Vai dezoksiriboze (nukleotīdus sauc par dezoksiribonukleotīdiem un ir daļa no dezoksiribonukleīnskābes vai).
2. Purīna vai pirimidīna slāpekļa bāze saistīts ar cukura oglekļa atomu, veido savienojumu, ko sauc par nukleozīdu.
3. Viens, divi vai trīs fosforskābes atlikumi
, kas ar ētera saitēm pievienoti cukura ogleklim, veido nukleotīdu molekulu (DNS vai RNS molekulās ir viens fosforskābes atlikums).
DNS nukleotīdu slāpekļa bāzes ir purīni (adenīns un guanīns) un pirimidīni (citozīns un timīns). RNS nukleotīdi satur tādas pašas bāzes kā DNS, bet timīns tajos ir aizstāts ar uracilu, kas ir līdzīgs ķīmiskajā struktūrā.
Slāpekļa bāzes un attiecīgi nukleotīdi, kas tos ietver, bioloģiskajā literatūrā parasti tiek apzīmēti ar sākuma burtiem (latīņu vai ukraiņu / krievu) atbilstoši to nosaukumiem:
- - A (A);
- - G (G);
- - C (C);
- timīns - T (T);
- uracils - U (U).
Divu nukleotīdu kombināciju sauc par dinukleotīdu, vairākus - par oligonukleotīdu, kopas - par polinukleotīdu vai nukleīnskābi.
Papildus tam, ka nukleotīdi veido DNS un RNS ķēdes, tie ir koenzīmi, un nukleotīdi, kas satur trīs fosforskābes atlikumus (nukleozīdu trifosfātu), ir avoti. ķīmiskā enerģija, kas ir ietverts fosfātu saitēs. Šāda universāla enerģijas nesēja kā adenozīna trifosāta (ATP) loma ir ārkārtīgi svarīga visos dzīvības procesos.
Nukleotīdi ir: nukleīnskābes (polinukleotīdi), svarīgākie koenzīmi (NAD, NADP, FAD, CoA) un citi bioloģiski aktīvi savienojumi. Brīvie nukleotīdi nukleozīdu mono-, di- un trifosfātu veidā šūnās ir atrodami ievērojamā daudzumā. Nukleozīdu trifosfāts - nukleotīdi, kas satur 3 fosforskābes atlikumus, ar enerģiju bagātu uzkrāšanos makroerģiskajās saitēs. Īpašu lomu spēlē ATP – universāls enerģijas akumulators. Nukleotīdu trifosfātu augstas enerģijas fosfātu saites tiek izmantotas polisaharīdu sintēzē ( uridīna trifosfāts, ATP), proteīni (GTP, ATP), lipīdi ( citidīna trifosfāts, ATP). Nukleozīdu trifosfāti ir arī substrāti nukleīnskābju sintēzei. Uridīna difosfāts ir iesaistīts ogļhidrātu metabolismā kā monosaharīdu atlieku nesējs, citidīna difosfāts (holīna un etanolamīna atlieku nesējs) lipīdu metabolismā.
spēlē svarīgu regulējošo lomu organismā cikliskie nukleotīdi. Brīvie nukleozīdu monofosfāti veidojas nukleīnskābju sintēzes vai hidrolīzes rezultātā nukleāžu ietekmē. Nukleozīdu monofosfātu secīga fosforilēšana noved pie atbilstošo nukleotīdu trifosfātu veidošanās. Nukleotīdu sadalīšanās notiek nukleotidāzes (veidojot nukleozīdus), kā arī nukleotīdu pirofosforilāzes iedarbībā, kas katalizē atgriezenisko nukleotīdu šķelšanās reakciju uz brīvajām bāzēm un fosforibozilpirofosfātu.
Nukleotīdi ir sarežģītas bioloģiskas vielas, kurām ir galvenā loma daudzos bioloģiskos procesos. Tie kalpo par pamatu DNS un RNS veidošanai un turklāt ir atbildīgi par proteīnu sintēzi un ģenētisko atmiņu, būdami universāli enerģijas avoti. Nukleotīdi ir daļa no koenzīmiem, piedalās ogļhidrātu metabolismā un lipīdu sintēzē. Turklāt nukleotīdi ir vitamīnu aktīvo formu sastāvdaļas, galvenokārt B grupas (riboflavīns, niacīns). Nukleotīdi veicina dabiskās mikrobiocenozes veidošanos, nodrošina nepieciešamo enerģiju reģeneratīvajiem procesiem zarnās, ietekmē hepatocītu nobriešanu un darbības normalizēšanos.
Nukleotīdi ir zemas molekulmasas savienojumi, kas sastāv no slāpekļa bāzēm (purīniem, pirimidīniem), pentozes cukura (ribozes vai dezoksiribozes) un 1-3 fosfātu grupām.
Metabolisma procesos ir iesaistīti visizplatītākie monofosfāti: purīni - adenozīna monofosfāts (AMP), guanozīna monofosfāts (GMP), pirimidīni - citidīna monofosfāts (CMP), uridīna monofosfāts (UMP).
Kas izraisīja interesi par nukleotīdu satura problēmu bērnu pārtikā?
Vēl nesen tika uzskatīts, ka visi nepieciešamie nukleotīdi tiek sintezēti ķermeņa iekšienē, un tie netika uzskatīti par būtiskām uzturvielām. Tika pieņemts, ka uztura nukleotīdiem galvenokārt ir "lokāls efekts", kas nosaka tievās zarnas augšanu un attīstību, lipīdu metabolismu un aknu darbību. Tomēr jaunākie pētījumi (ESPGAN sesijas materiāli, 1997) ir parādījuši, ka šie nukleotīdi kļūst nepieciešami, ja endogēnā piegāde ir nepietiekama: piemēram, pie slimībām, ko pavada enerģijas deficīts - smagas infekcijas, patēriņa slimības, kā arī jaundzimušo. periodā, bērna straujās izaugsmes laikā, imūndeficīta stāvokļos un hipoksijas traumās. Tajā pašā laikā kopējais endogēnās sintēzes apjoms samazinās un kļūst nepietiekams, lai apmierinātu ķermeņa vajadzības. Šādos apstākļos nukleotīdu uzņemšana ar pārtiku "ietaupa" organisma enerģijas izmaksas šo vielu sintēzei un var optimizēt audu darbību. Tātad ārsti jau sen ir ieteikuši lietot aknas, pienu, gaļu, buljonus, t.i. ar nukleotīdiem bagātu pārtiku, kā pārtiku pēc ilgstošām slimībām.
Papildu uztura bagātināšana ar nukleotīdiem ir būtiska, barojot zīdaiņus. Nukleotīdi tika izolēti no cilvēka piena apmēram pirms 30 gadiem. Līdz šim cilvēka pienā ir identificēti 13 skābē šķīstošie nukleotīdi. Jau sen zināms, ka cilvēka piena un dažādu dzīvnieku sugu piena sastāvs nav identisks. Tomēr daudzus gadus bija ierasts pievērst uzmanību tikai galvenajām pārtikas sastāvdaļām: olbaltumvielām, ogļhidrātiem, lipīdiem, minerālvielām, vitamīniem. Tajā pašā laikā mātes pienā esošie nukleotīdi būtiski atšķiras ne tikai daudzuma, bet arī sastāva ziņā no govs pienā esošajiem nukleotīdiem. Tā, piemēram, orotāts, galvenais nukleotīds govs piens, kas atrodas ievērojamā daudzumā pat pielāgotos piena maisījumos, cilvēka pienā nav.
Nukleotīdi ir mātes piena neolbaltumvielu slāpekļa frakcijas sastāvdaļa. Neolbaltumvielu slāpeklis veido aptuveni 25% no kopējā slāpekļa mātes pienā un satur aminocukurus un karnitīnu, kam ir īpaša nozīme jaundzimušo attīstībā. Nukleotīdu slāpeklis var veicināt visefektīvāko olbaltumvielu uzņemšanu zīdaiņiem, kuri baro bērnu ar krūti, kuri saņem salīdzinoši mazāk olbaltumvielu nekā ar mākslīgo maisījumu baroti zīdaiņi.
Tika konstatēts, ka nukleotīdu koncentrācija sievietes pienā pārsniedz to saturu asins serumā. Tas liecina, ka sievietes piena dziedzeri sintezē papildu daudzumu nukleotīdu, kas nonāk mātes pienā. Ir arī atšķirības nukleotīdu saturā pa laktācijas posmiem. Tātad lielākais nukleotīdu skaits pienā tiek noteikts 2-4 mēnesī, un pēc tam to saturs pēc 6-7 mēneša sāk pakāpeniski samazināties.
Agri nobriedis piens satur galvenokārt mononukleotīdus (AMP, CMP, GMP). To skaits vēlīnā nobriedušajā pienā ir lielāks nekā jaunpienā, bet mazāks nekā pirmā laktācijas mēneša pienā.
Nukleotīdu koncentrācija mātes pienā ziemā ir par kārtu augstāka nekā līdzīgos barošanas laikos vasarā.
Šie dati var liecināt, ka piena dziedzeru šūnās notiek papildu nukleotīdu sintēze, jo pirmajos dzīves mēnešos no ārpuses ienākošās vielas uztur nepieciešamo bērna metabolisma un enerģijas metabolisma līmeni. Nukleotīdu sintēzes palielināšanās mātes pienā ziemā ir aizsargmehānisms: šajā gadalaikā bērns ir uzņēmīgāks pret infekcijām un vieglāk veidojas vitamīnu un minerālvielu deficīts.
Kā minēts iepriekš, visu zīdītāju sugu pienā nukleotīdu sastāvs un koncentrācija atšķiras, taču to skaits vienmēr ir mazāks nekā mātes pienā. Acīmredzot tas ir saistīts ar faktu, ka nepieciešamība pēc eksogēniem nukleotīdiem ir īpaši liela neaizsargātiem mazuļiem.
Mātes piens ir ne tikai sabalansētākais produkts bērna racionālai attīstībai, bet arī smalka fizioloģiska sistēma, kas var mainīties atkarībā no bērna vajadzībām. Mātes piens vēl ilgi tiks vispusīgi pētīts ne tikai tā kvantitatīvais un kvalitatīvais sastāvs, bet arī atsevišķu sastāvdaļu loma augoša un attīstoša organisma sistēmu funkcionēšanā. Tiks pilnveidoti arī zīdaiņu mākslīgās barošanas maisījumi, kas pamazām kļūs par īstiem “mātes piena aizstājējiem”. Dati, ka mātes piena nukleotīdiem ir plašāka fizioloģiska nozīme augošam un jaunattīstības organismam, kalpoja par pamatu, lai tos ievadītu mākslīgajos maisījumos zīdaiņiem un koncentrācijā un sastāvā tuvotos mātes pienā esošajiem.
Nākamais pētījuma posms bija mēģinājums noskaidrot zīdaiņu maisījumos ievadīto nukleotīdu ietekmi uz augļa nobriešanu un zīdaiņa attīstību.
Ilustratīvākie izrādījās dati par bērna imūnsistēmas aktivizēšanos . Kā zināms, IgG tiek reģistrēts dzemdē, IgM sāk sintezēties uzreiz pēc bērna piedzimšanas, IgA sintezējas vislēnāk, un tā aktīvā sintēze notiek līdz 2-3. dzīves mēneša beigām. To ražošanas efektivitāti lielā mērā nosaka imūnās atbildes briedums.
Pētījumam tika izveidotas 3 grupas: bērni, kuri saņēma tikai mātes pienu, tikai maisījumus ar nukleotīdiem un piena maisījumus bez nukleotīdiem.
Rezultātā tika konstatēts, ka bērniem, kuri saņēma mākslīgos maisījumus ar nukleotīdu piedevām, līdz 1. dzīves mēneša beigām un 3. mēnesī bija imūnglobulīna M sintēzes līmenis, kas ir aptuveni vienāds ar bērniem, kuri lieto zīdīšana, bet ievērojami augstāks nekā bērniem, kuri saņēma vienkāršu maisījumu. Līdzīgi rezultāti tika iegūti, analizējot imūnglobulīna A sintēzes līmeni.
Imūnsistēmas briedums nosaka vakcinācijas efektivitāti, jo spēja veidot imūnreakciju pret vakcināciju ir viens no imunitātes attīstības rādītājiem pirmajā dzīves gadā. Piemēram, mēs pētījām difteriju antivielu ražošanas līmeni bērniem, kuri lieto "nukleotīdu" formulu, zīdīšanu un maisījumus bez nukleotīdiem. Antivielu līmenis tika noteikts 1 mēnesi pēc pirmās un pēc pēdējās vakcinācijas. Tika konstatēts, ka pat pirmie rādītāji bija augstāki, bet otrie ievērojami augstāki bērniem, kuri saņēma maisījumus ar nukleotīdiem.
Pētot barošanas ar maisījumu ar nukleotīdiem ietekmi uz bērnu fizisko un psihomotoro attīstību, tika novērota tendence uz labāku svara pieaugumu un ātrāku motorisko un garīgo funkciju attīstību.
Turklāt ir pierādījumi, ka nukleotīdu papildināšana veicina ātrāku nervu audu, smadzeņu funkciju un vizuālā analizatora nobriešanu, kas ir ārkārtīgi svarīgi priekšlaicīgi un morfofunkcionāli nenobriedušiem bērniem, kā arī zīdaiņiem ar oftalmoloģiskām problēmām.
Ikviens zina problēmas ar mikrobiocenozes veidošanos maziem bērniem, īpaši pirmajos mēnešos. Tās ir dispepsijas parādības, zarnu kolikas, palielināta meteorisms. "Nukleotīdu" maisījumu patēriņš ļauj ātri normalizēt situāciju, bez nepieciešamības veikt korekciju ar probiotikām. Bērniem, kuri saņēma maisījumus ar nukleotīdiem, kuņģa-zarnu trakta disfunkcija, izkārnījumu nestabilitāte bija retāk sastopama, viņi vieglāk panes turpmāku papildinošu pārtikas produktu ieviešanu.
Tomēr, lietojot maisījumus ar nukleotīdiem, jāņem vērā, ka tie samazina izkārnījumu biežumu, tāpēc bērniem ar aizcietējumiem tie jāiesaka piesardzīgi.
Šie maisījumi var būt īpaši svarīgi bērniem ar nepietiekamu uzturu, anēmiju, kā arī tiem, kuriem jaundzimušā periodā ir bijuši hipoksiski traucējumi. Maisījumi ar nukleotīdiem palīdz atrisināt vairākas problēmas, kas rodas, barojot priekšlaicīgi dzimušus bērnus. Jo īpaši mēs runājam par sliktu apetīti un zemu svara pieaugumu pirmajā dzīves gadā, turklāt maisījumu izmantošana veicina pilnīgāku psihomotorā attīstība bērni.
Pamatojoties uz iepriekš minēto, mūs, ārstus, ļoti interesē maisījumu izmantošana ar nukleotīdu piedevām. Šos maisījumus varam ieteikt lielam bērnu lokam, jo īpaši tāpēc, ka maisījumi nav ārstnieciski. Tajā pašā laikā uzskatām, ka ir svarīgi norādīt uz individuālu garšas reakciju iespējamību maziem bērniem, īpaši, pārceļot bērnu no parastā maisījuma uz nukleotīdus saturošu. Tātad dažos gadījumos, pat izmantojot viena uzņēmuma maisījumus, mēs novērojām negatīvas bērna reakcijas līdz pat piedāvātā maisījuma atteikumam. Tomēr visi literārie avoti apgalvo, ka nukleotīdi ne tikai negatīvi neietekmē garšu, bet, gluži pretēji, uzlabo tos, nemainot maisījuma organoleptiskās īpašības.
Mēs piedāvājam pārskatu par maisījumiem, kas satur nukleotīdu piedevas un ir pieejami mūsu tirgū. Tie ir sūkalu maisījumi no Frizland Nutrition (Holande) "Frisolak", "Frisomel", kas satur 4 nukleotīdus, kas ir identiski mātes piena nukleotīdiem; sūkalu maisījums Mamex (Intern Nutrition, Dānija), NAN (Nestlé, Šveice), Enfamil (Mead Johnson, ASV), Similac formula plus maisījums (Abbott Laboratories, Spānija/ASV). Nukleotīdu skaits un sastāvs šajos maisījumos ir atšķirīgs, ko nosaka ražotājs.
Visi ražotāji cenšas izvēlēties nukleotīdu attiecību un sastāvu, pēc iespējas tehniski un bioķīmiski pietuvinot to mātes piena attiecībai. Ir pilnīgi skaidrs, ka mehāniskā pieeja nav fizioloģiska. Neapšaubāmi, nukleotīdu ieviešana mākslīgajos maisījumos zīdaiņiem ir revolucionārs solis mātes piena aizstājēju ražošanā, kas palīdz maksimāli tuvināt cilvēka mātes piena sastāvu. Taču nevienu maisījumu vēl nevar uzskatīt par fizioloģiski pilnīgi identisku šim unikālajam, universālajam un bērnam nepieciešamajam produktam.
Literatūra
- Gyorgy. P. Bioķīmiskie aspekti. Am.Y.Clin. Nutr. 24(8), 970-975.
- Eiropas Pediatriskās gastroenteroloģijas un uztura biedrība (ESPGAN). Uztura komiteja: Vadlīnijas par zīdaiņu uzturu I. Ieteikumi par pielāgota maisījuma sastāvu. Asta Paediatr Scand 1977; Suppl 262: 1-42.
- Džeimss L. Līks, Džefrijs H. Baksters, Brūss E. Molitors, Mērija B. Ramstaka, Marks L. Masors. Visi potenciāli pieejamie mātes piena nukleotīdi zīdīšanas laikā // American Journal of Clinical Nutrition. - 1995. gada jūnijs. - T. 61. - 6. nr. - S. 1224-30.
- Carver J. D., Pimental B., Cox WI, Barmess L. A. Uztura nukleotīdu ietekme uz imūno funkciju zīdaiņiem. Pediatrija 1991; 88; 359-363.
- Oho. R., Stringels G., Tomass R. un Kvans R. (1990) Diētisko nukleozīdu ietekme uz žurkām attīstošo zarnu augšanu un nobriešanu. J. Pediatr. Gastroenterols. Nutr. 10, 497-503.
- Brunser O., Espinosa J., Araya M., Gruchet S. un Gil A. (1994) Ietekme uz uztura nukleotīdu papildināšanu uz caurejas slimību zīdaiņiem. Asta Paediatr. 883. 188-191.
- Keshishyan E. S., Berdnikova E. K.//Maisījumi ar nukleotīdu piedevām bērnu barošanai pirmajā dzīves gadā//Zīdaiņu uzturs XXI gadsimtā. - S. 24.
- Deivids. Jaunas tehnoloģijas bērnu pārtikas uzlabošanai//Pediatrija. - 1997. - Nr.1. - S. 61-62.
- Keshishyan E. S., Berdnikova E. K. Maisījumi ar nukleotīdu piedevām zīdaiņu barošanai. Paredzamais efekts//Pediatrija. Consilium medicum. - Pielikums Nr.2. - 2002. - S. 27-30.
E. S. Kešišjans, medicīnas zinātņu doktors, profesors
E. K. Berdņikova
Maskavas Pediatrijas un bērnu ķirurģijas pētniecības institūts, Krievijas Federācijas Veselības ministrija, Maskava
Cilvēka organismā ir liels skaits organisko savienojumu, bez kuriem nav iespējams iedomāties stabilu vielmaiņas procesu gaitu, kas atbalsta visu dzīvībai svarīgo darbību. Viena no šīm vielām ir nukleotīdi – tie ir nukleozīdu fosforskābes esteri, kuriem ir izšķiroša nozīme informācijas datu pārraidē, kā arī ķīmiskās reakcijas ar intracelulārās enerģijas izdalīšanos.
Kā neatkarīgas organiskas vienības veido visu nukleīnskābju un lielāko daļu koenzīmu pildvielu. Ļaujiet mums sīkāk apsvērt, kas ir nukleozīdu fosfāti un kādu lomu tie spēlē cilvēka organismā.
No kā sastāv nukleotīds. To uzskata par ārkārtīgi sarežģītu esteri, kas pieder pie fosforskābju un nukleozīdu grupas, kas pēc to bioķīmiskajām īpašībām ir starp N-glikozīdiem un satur heterocikliskus fragmentus, kas saistīti ar glikozes molekulām un slāpekļa atomu.
Dabā DNS nukleotīdi ir visizplatītākie.
Turklāt izšķir arī organiskās vielas ar līdzīgām struktūras īpašībām: ribonukleotīdus, kā arī dezoksiribonukleotīdus. Tās visas bez izņēmuma ir monomēras molekulas, kas pieder pie polimēra tipa sarežģītām bioloģiskām vielām.
Tie veido visu dzīvo būtņu RNS un DNS, sākot no vienkāršākajiem mikroorganismiem un vīrusu infekcijām un beidzot ar cilvēka ķermeni.
Pārējā fosfora molekulārā struktūra starp nukleozīdu fosfātiem veido estera saiti ar divām, trim un dažos gadījumos uzreiz ar piecām hidroksilgrupām. Nukleotīdi gandrīz bez izņēmuma ir starp būtiskām vielām, kas veidojās no ortofosforskābes atliekām, tāpēc to saites ir stabilas un nesadalās nelabvēlīgu iekšējās un ārējās vides faktoru ietekmē.
Piezīme! Nukleotīdu struktūra vienmēr ir sarežģīta un balstās uz monoesteriem. Nukleotīdu secība var mainīties stresa faktoru ietekmē.
Bioloģiskā loma
Nukleotīdu ietekmi uz visu dzīvo būtņu ķermeņa procesu norisi pēta zinātnieki, kas pēta intracelulārās telpas molekulāro struktūru.
Balstoties uz laboratorijas atklājumiem, kas iegūti daudzu gadu zinātnieku darba rezultātā no visas pasaules, tiek izdalīta šāda nukleozīdu fosfātu loma:
- universāls vitālās enerģijas avots, kura dēļ šūnas tiek barotas un attiecīgi tiek uzturēta iekšējo orgānu veidojošo audu, bioloģisko šķidrumu, epitēlija apvalka un asinsvadu sistēmas normāla darbība;
- ir glikozes monomēru transportētāji jebkura veida šūnās (tā ir viena no ogļhidrātu metabolisma formām, kad cukurs tiek patērēts reibumā gremošanas enzīmi tiek pārveidota par glikozi, kas kopā ar nukleozīdu fosfātiem tiek pārnesta uz katru ķermeņa stūri);
- veic koenzīma funkciju (vitamīnu un minerālvielu savienojumi, kas palīdz nodrošināt šūnas ar barības vielām);
- kompleksie un cikliskie mononukleotīdi ir bioloģiski hormonu vadītāji, kas izplatās kopā ar asinsriti, kā arī pastiprina neironu impulsu iedarbību;
- allosteriski regulē aizkuņģa dziedzera audu ražoto gremošanas enzīmu darbību.
Nukleotīdi ir daļa no nukleīnskābēm. Tos savieno trīs un piecas fosfodiestera veida saites. Ģenētiķi un zinātnieki, kas savu dzīvi veltījuši molekulārajai bioloģijai, turpina nukleozīdu fosfātu laboratoriskos pētījumus, tāpēc ik gadu pasaule uzzina vēl interesantākas lietas par nukleotīdu īpašībām.
Nukleotīdu secība ir sava veida ģenētiskais līdzsvars un aminoskābju izkārtojuma līdzsvars DNS struktūrā, savdabīga esteru atlikumu izvietojuma secība nukleīnskābju sastāvā.
To nosaka, izmantojot tradicionālo analīzei atlasītā bioloģiskā materiāla sekvencēšanas metodi.
T, timīns;
A - adenīns;
G — guanīns;
C, citozīns;
R – GA adenīns kompleksā ar guanīna un purīna bāzēm;
Y, TC pirimidīna savienojumi;
K, GT nukleotīdi, kas satur keto grupu;
M - AC iekļauts aminogrupā;
S - GC spēcīgs, ko raksturo trīs ūdeņraža savienojumi;
W - AT ir nestabilas, kas veido tikai divas ūdeņraža saites.
Nukleotīdu secība var mainīties, un apzīmējumi ar latīņu burtiem ir nepieciešami gadījumos, kad ētera savienojumu secība nav zināma, ir nenozīmīga vai jau ir pieejami primāro pētījumu rezultāti.
Vislielākais nukleozīdu fosfātu variantu un kombināciju skaits ir raksturīgs DNS. RNS būtisko savienojumu rakstīšanai pietiek ar simboliem A, C, G, U. Pēdējais burtu apzīmējums ir viela uridīns, kas atrodams tikai RNS. Simboliskā secība vienmēr tiek rakstīta bez atstarpēm.
Noderīgs video: nukleīnskābes (DNS un RNS)
Cik nukleotīdu ir DNS
Lai pēc iespējas detalizētāk saprastu, kas ir uz spēles, ir jābūt skaidrai izpratnei par pašu DNS. Šis ir atsevišķs molekulu veids, kam ir iegarena forma un kas sastāv no strukturālajiem elementiem, proti, nukleozīdu fosfātiem. Cik nukleotīdu ir DNS? Ir 4 šāda veida būtisku savienojumu veidi, kas ir daļa no DNS. Tie ir adenīns, timīns, citozīns un guanīns. Tie visi veido vienu ķēdi, no kuras veidojas DNS molekulārā struktūra.
Pirmo reizi DNS struktūru 1953. gadā atšifrēja amerikāņu zinātnieki Frensiss Kriks un Džeimss Vatsons. Viena dezoksiribonukleīnskābes molekula satur divas nukleozīdu fosfātu ķēdes. Tie ir novietoti tā, lai tie izskatās kā spirāle, kas vijas ap savu asi.
Piezīme! Nukleotīdu skaits DNS ir nemainīgs un ierobežots tikai ar četrām sugām – šis atklājums tuvināja cilvēci pilnīga cilvēka ģenētiskā koda atšifrēšanai.
Šajā gadījumā molekulas struktūrai ir viena svarīga iezīme. Visām nukleotīdu ķēdēm ir komplementaritātes īpašība. Tas nozīmē, ka viens otram pretī ir novietoti tikai noteikta veida būtiskie savienojumi. Ir zināms, ka adenīns vienmēr atrodas pretī timīnam. Citozīnam pretī nevar atrast citu vielu, izņemot guanīnu. Šādi nukleotīdu pāri veido komplementaritātes principu un nav atdalāmi.
Svars un garums
Ar sarežģītu matemātisko aprēķinu un laboratorijas pētījumu palīdzību zinātnieki varēja noteikt precīzas būtisko savienojumu fizikālās un bioloģiskās īpašības, kas veido dezoksiribonukleīnskābes molekulāro struktūru.
Ir zināms, ka viena intracelulāra atlikuma, kas sastāv no aminoskābēm vienā polipeptīda ķēdē, garums ir 3,5 angstromi. Viena molekulārā atlikuma vidējā masa ir 110 amu.
Turklāt tiek izolēti arī nukleotīdu tipa monomēri, kas veidojas ne tikai no aminoskābēm, bet satur arī ētera komponentus. Tie ir DNS un RNS monomēri. To lineāro garumu mēra tieši nukleīnskābes iekšpusē un ir vismaz 3,4 angstremi. Viena nukleozīda fosfāta molekulmasa ir robežās no 345 amu. Šie ir sākotnējie dati, kas tiek izmantoti praksē laboratorijas darbi veltīta eksperimentiem, ģenētiskai izpētei un citām zinātniskām aktivitātēm.
Medicīniskie apzīmējumi
Ģenētika kā zinātne attīstījās laikā, kad vēl nebija pētījumu par cilvēku un citu dzīvo būtņu DNS struktūru molekulārā līmenī. Tāpēc premolekulārās ģenētikas periodā nukleotīdu saites tika noteiktas kā mazākais elements DNS molekulas struktūrā. Šāda veida būtiskas vielas tika pakļautas gan iepriekš, gan tagad. Tas var būt spontāns vai izraisīts, tāpēc termins “recon” tiek lietots arī, lai apzīmētu nukleozīdu fosfātus ar bojātu struktūru.
Lai definētu jēdzienu par iespējamās mutācijas sākšanos nukleotīdu saišu slāpekļa savienojumos, tiek izmantots termins "mutons". Šie apzīmējumi ir vairāk pieprasīti laboratorijas darbos ar bioloģisko materiālu. Tos izmanto arī ģenētiķi, kas pēta DNS molekulu struktūru, iedzimtās informācijas pārraides veidus, šifrēšanas veidus un iespējamās gēnu kombinācijas, kas rodas divu seksuālo partneru ģenētiskā potenciāla saplūšanas rezultātā.
Saskarsmē ar