- Це складні мономери, з яких зібрані гетерополімерні молекули. ДНК та РНК. Вільні нуклеотиди беруть участь у сигнальних та енергетичних процесах життєдіяльності. ДНК-нуклеотиди та РНК-нуклеотиди мають загальний план будови, але розрізняються за будовою цукру-пентози. У ДНК-нуклеотидах використовується цукор дезоксирибозу, а РНК-нуклеотидах - рибоза.
Структура нуклеотиду
У кожному нуклеотиді можна виділити 3 частини:
1. Вуглевод – це п'ятичленний цукор-пентоза (рибоза або дезоксирибоза).
2. Фосфорний залишок (фосфат) – це залишок фосфорної кислоти.
3. Азотиста основа - це з'єднання, в якому багато атомів азоту. У нуклеїнових кислотах використовується лише 5 видів азотистих основ: Аденін, Тімін, Гуанін, Цитозин, Урацил. У ДНК – 4 види: Аденін, Тімін, Гуанін, Цитозин. У РНК - теж 4 види: Аденін, Урацил, Гуанін, Цитозин, Легко помітити, що у РНК відбувається заміщення Тіміну на Урацил проти ДНК.
Загальна структурна формула пентози (рибози або дезоксирибози), молекули якої утворюють "скелет" нуклеїнових кислот:
Якщо Х замінити на Н (Х = Н) – то виходять дезоксирибонуклеозиди; якщо Х замінити на ВІН (Х = ВІН) – то виходять рибонуклеозиди. Якщо замість R підставити азотисту основу (пуринову або піримідинову) - то вийде конкретний нуклеотид.
Важливо звернути увагу на положення атомів вуглецю в пентозі, які позначені як 3" і 5". Нумерація атомів вуглецю починається від атома кисню вгорі і йде за годинниковою стрілкою. Останнім виходить атом вуглецю (5"), який розташовується за межами пентозного кільця і утворює, можна сказати, "хвостик" у пентози. . Тому 5"-кінець нуклеотидного ланцюжка ніколи не зможе мати продовження, подовжуватися може лише 3"-кінець.
Порівняйте нуклеотид для РНК із нуклеотидом для ДНК.
Спробуйте дізнатися, який це нуклеотид, у такому поданні:
АТФ – вільний нуклеотид
цАМФ - "закільцьована" молекула АТФ
Схема будови нуклеотиду
Зверніть увагу на те, що активований нуклеотид, здатний нарощувати ланцюжок ДНК або РНК, має "трифосфатний хвостик". Саме цим "енергонасиченим" хвостиком він може приєднатися до вже наявного ланцюжка нуклеїнової кислоти, що росте. Фосфатний хвостик сидить на 5-му атомі вуглецю, так що це положення вуглецю вже зайняте фосфатами і призначене для прикріплення. Навіщо ж його прикріпити? Тільки до вуглецю в положенні 3". Після прикріплення даний нуклеотид сам стане мішенню для прикріплення наступного нуклеотиду. "Приймаюча сторона" надає вуглець у положенні 3", а "сторона, що прибуває" чіпляється до нього фосфатним хвостиком, що знаходиться в положенні. ланцюжок росте з боку 3".
Нарощування нуклеотидного ланцюжка ДНК
Нарощування ланцюжка рахунок "поздовжніх" зв'язків між нуклеотидами може лише у одному напрямі: від 5" ⇒ до 3",т.к. новий нуклеотид можна приєднати тільки до 3"-кінця ланцюжка, але не до 5"-кінця.
Пари нуклеотидів, пов'язані "поперечними" комплементарними зв'язками своїх азотистих основ
Ділянка подвійної спіралі ДНК
Знайдіть ознаки антипаралельності двох ланцюгів ДНК.
Знайдіть пари нуклеотидів з подвійними та потрійними комплементарними зв'язками.
Все живе планети складається з численних клітин. Вони підтримують упорядкованість своєї організації за допомогою генетичної інформації, що міститься в ядрі, яка зберігається, передається та реалізується високомолекулярними складними сполуками- Нуклеїновими кислотами. Кислоти ці, своєю чергою, складаються з мономерних ланок – нуклеотидів.
Роль нуклеїнових кислот переоцінити неможливо. Нормальна життєдіяльність організму визначається стабільністю їхньої структури. Якщо будову відбуваються будь-які відхилення, змінюється кількість чи послідовність — це обов'язково призводить до змін у клітинної організації. Змінюється активність фізіологічних процесів та життєдіяльність клітин.
Поняття нуклеотиду
Як і білки нуклеїнові кислоти необхідні для життя. Це генетичний матеріал для всіх живих організмів, включаючи віруси.
З'ясування структури однієї з двох типів нуклеїнових кислот ДНК дозволило зрозуміти, як у живих організмах зберігається інформація, необхідна регулювання життєдіяльності як і передається потомству. Нуклеотид є мономерною одиницею, що утворює сполуки складніші — нуклеїнові кислоти. Без них неможливе зберігання, відтворення та передача генетичної інформації Вільні нуклеотиди – головні компоненти, що беруть участь в енергетичних та сигнальних процесах. Вони підтримують нормальну життєдіяльність окремих клітин та організму загалом. З них будуються довгі молекули — полінуклеотиди. Щоб розібратися зі структурою полінуклеотиду слід зрозуміти будову нуклеотидів.
Що таке нуклеотид? Молекули ДНК зібрані із дрібних мономерних сполук. Іншими словами, нуклеотид — це органічна складна сполука, що є складовою частиною нуклеїнових кислот та інших біологічних сполук, необхідних для життєдіяльності клітини.
Склад та основні властивості нуклеотидів
До складу молекули нуклеотиду (мононуклеотиду) у певній послідовності входять три хімічні сполуки:
- Пентоза або п'ятикутний цукор:
- дезоксирибозу. Ці нуклеотиди називають дезоксирибонуклеотидами. Вони входять до складу ДНК;
- рибоза. Нуклеотиди входять до складу РНК і називаються рибонуклеотидами.
2. Азотиста піримідінова або пуринова основа, пов'язана з вуглецевим атомом цукру. Цю сполуку називають нуклеозидом
3. Фосфатна група, що складається із залишків фосфорної кислоти (у кількості від одного до трьох). Приєднується до вуглецю цукру ефірними зв'язками, що утворюють молекулу нуклеотиду.
Властивістю нуклеотидів є:
- участь у метаболізмі та інших фізіологічних процесах, що протікають у клітині;
- здійснення контролю за репродукцією та зростанням;
- зберігання інформації про наслідувані ознаки та про структуру білка.
Нуклеїнові кислоти
Цукор у нуклеїнових кислотах представлений пентозою. У РНК п'ятивуглецевий цукор називається рибозою, у ДНК – дезоксирибозою. У кожній молекулі пентоз п'ять атомів вуглецю, з яких чотири утворюють кільце з атомом кисню, а п'ятий атом входить до групи НО-СН2.
У молекулі становище атома вуглецюпозначається цифрою зі штрихом (наприклад: 1C', 3C', 5C'). Так як у всіх процесів зчитування з молекули нуклеїнової кислоти спадкової інформації є строга спрямованість, нумерація вуглецевих атомів та їх розташування є покажчиком правильного напрямку.
З першим вуглецевим атомом 1C' в молекулі цукру з'єднується азотна основа.
До третього і п'ятого вуглецевих атомів гідроксильної групи (3C', 5C') приєднується залишок фосфорної кислоти, який визначає хімічну приналежність до групи кислот ДНК і РНК.
Склад азотистих основ
Види нуклеотидів з азотистої основи ДНК:
Перші два класи - пурини:
- аденін (А);
- гуанін (Г).
Два останні відносяться до класу піримідинів:
- тімін (Т);
- цитозин (Ц).
Пуринові сполуки по молекулярній масі важчі за піримідинові.
Нуклеотиди РНК з азотистої сполуки представлені:
- гуаніном;
- аденіном;
- урацитолом;
- цитозином.
Так само, як тімін, урацил є піримідиновою основою. Нерідко в науковій літературіазотисті основи позначаються латинськими літерами (A, T, C, G, U).
Піримидини, а саме тімін, цитозин, урацил представлені шестичленним кільцем, що складається з двох атомів азоту та чотирьох атомів вуглецю, послідовно пронумерованих, від 1 до 6.
Пурини (гуанін та аднін) складаються з імідазолу та піримідину. У молекулах пуринових основ чотири атоми азоту та п'ять атомів вуглецю. Кожен атом має свій номер від 1 дот 9.
Результатом сполук азотистих залишків із залишками пентози є нуклеозид. Нуклеотид – це сполука фосфатної групи з нуклеозидом.
Утворення фосфодіефірних зв'язків
Слід розібратися у питанні про те, як нуклеотиди з'єднуються в поліпептидний ланцюг, скільки їх бере участь у процесі, утворюючи молекулу нуклеїнової кислоти за рахунок фосфодіефірних зв'язків.
При взаємодії двох нуклеотидів утворюється динуклеотид. Нове з'єднання утворюється шляхом конденсації, коли виникає фосфодіефірний зв'язокміж гідроксигрупою пентози одного мономеру та фосфатним залишком іншого.
Синтез полінуклеотиду є численне повторення цієї реакції. Складання полінуклеотидів представляє складний процес, що забезпечує зростання ланцюга з одного кінця.
Молекули ДНК, як і молекули білка, мають первинну, вторинну структури та третинну. Первинну структуру ланцюга ДНК визначає послідовність нуклеотидів. В основі вторинної структури лежить формування водневих зв'язків. При синтез подвійної спіралі ДНКє певна закономірність і послідовність: тімін одного ланцюга відповідає аденіну інший; цитозин – гуаніну, і навпаки. З'єднання нуклеїдів створюють міцний зв'язок ланцюгів, з рівною між ними відстанню.
Знаючи послідовність нуклеотидів одного ланцюга ДНК можна за принципом доповненнячи комплементарності добудувати другу.
Третинна структура ДНК утворюється шляхом тривимірних складних сполук. Це робить молекулу компактнішою, щоб вона могла вільно розміститися в невеликому обсязі клітини. довжина кишкової палички ДНК більше 1 мм, тоді як довжина самої клітини менше 5 мкм.
Кількість піримідинових основ дорівнює завжди числу пуринових. Відстань між нуклеотидами дорівнює 0,34 нм. Це постійна величина, Як і молекулярна маса.
Функції та властивості ДНК
Основні функції ДНК:
- зберігає спадкову інформацію;
- передача (подвоєння/реплікація);
- транскрипція, реалізація;
- ауторепродукція ДНК. Функціонування реплікону.
Процес самовідтворення молекули нуклеїнової кислоти супроводжується передачею від клітини до клітини копій генетичної інформації. Для його здійснення потрібні набір специфічних ферментів. У цьому вся процесі напівконсервативного типу утворюється реплікативна вилка.
Реплікон є одиницю реплікаційного процесу ділянки геному, підконтрольного одній точці ініціації реплікації. Як правило, геном прокаріотів - це реплікон. Реплікація від точки ініціації йде в обидві сторони, іноді із різною швидкістю.
Молекула РНК – структура
РНК є одним полінуклеотидним ланцюжком, який утворюється через ковалентні зв'язки між фосфатним залишком і пентозою. Вона коротша за ДНК, має іншу послідовність і відрізняється за видовим складом азотистих сполук. Піримидінова основа тиміну в РНКзамінюється урацилом.
РНК може бути трьох видів, залежно від тих функцій, що виконуються в організмі:
- інформаційна (іРНК) - дуже різноманітна за нуклеотидним складом. Вона є свого роду матрицею для синтезу білкової молекули, що переносить генетичну інформацію до рибосом від ДНК;
- транспортна (тРНК) у середньому складається із 75-95 нуклеотидів. Вона переносить необхідну амінокислоту у рибосомі до місця синтезу поліпептиду. У кожного виду тРНК є своя, властива тільки йому послідовність нуклеотидів або мономерів;
- рибосомальна (рРНК) зазвичай одержить від 3000 до 5000 нуклеотидів. Рибосом є необхідним структурним компонентом що бере участь у найважливішому процесі, що відбувається в клітині - біосинтезі білка.
Роль нуклеотиду в організмі
У клітині нуклеотиди виконують важливі функції:
- є біорегуляторами;
- використовуються як структурні блоки для нуклеїнових кислот;
- входять до складу головного джерела енергії у клітині - АТФ;
- беруть участь у численних обмінних процесах у клітинах;
- є переносниками відновлювальних еквівалентів у клітинах (ФАД, НАДФ+; НАД+; ФМН);
- можуть розглядатися як вісники регулярного позаклітинного синтезу (цГМФ, цАМФ).
Вільні нуклеотиди – головні компоненти, що беруть участь в енергетичних та сигнальних процесах. Вони підтримують нормальну життєдіяльність окремих клітин та організму загалом.
Нуклеотид
Нуклеотиди- природні сполуки, з яких, як із цегли, побудовані ланцюжки. Також нуклеотиди входять до складу найважливіших коферментів (органічні сполуки небілкової природи – компоненти деяких ферментів) та інших біологічно активних речовин, які служать у клітинах переносниками енергії.
Молекула кожного нуклеотиду (мононуклеотид)складається із трьох хімічно різних частин.
1. Це п'ятивуглецевий цукор (пентоза):
Рибоза (у цьому випадку нуклеотиди називаються рибонуклеотиди і входять до складу рибонуклеїнових кислот, або )
Або дезоксирибоза (нуклеотиди називаються дезоксирибонуклеотиди і входять до складу дезоксирибонуклеїнової кислоти, або ).
2. Пуринова або піримідінова азотиста основа пов'язана з вуглецевим атомом цукру, утворює сполуку, яка називається нуклеозид.
3. Один, два або три залишки фосфорної кислоти
, Приєднані ефірними зв'язками до вуглецю цукру, утворюють молекулу нуклеотиду (у молекулах ДНК або РНК один залишок фосфорної кислоти).
Азотисті основи нуклеотидів ДНК - це пурини (аденін та гуанін) та піримідинові (цитозин та тимін). Нуклеотиди РНК містять самі основи, як і ДНК, але тимин у яких замінений близьким по хімічному будовою урацилом.
Азотисті підстави, і, відповідно, нуклеотиди, що їх включають, у біологічній літературі прийнято позначати початковими літерами (латинськими або українськими/російськими) відповідно до їх назв:
- - А(А);
- - G(Г);
- - З (Ц);
- тімін - Т(Т);
- Урацил - U (У).
Поєднання двох нуклеотидів називається динуклеотид, кількох - олігонуклеотид, множини - полінуклеотид або нуклеїнова кислота.
Крім того, що нуклеотиди утворюють ланцюги ДНК і РНК, вони є коферментами, а нуклеотиди, що несуть три залишки фосфорної кислоти (нуклеозидтрифосфат) - це джерела. хімічної енергіїяка укладена у фосфатних зв'язках. Надзвичайно велика у всіх процесах життєдіяльності роль такого універсального переносника енергії, як аденозинтрифосат (АТФ).
Нуклеотиди входять до складу: нуклеїнових кислот (полінуклеотиди), найважливіших коферментів (НАД, НАДФ, ФАД, КоА) та інших біологічно активних сполук. Вільні нуклеотиди у вигляді нуклеозид моно-, ді- та трифосфату у значних кількостях містяться в клітинах. Нуклеозидтрифосфат - нуклеотиди, що містять 3 залишки фосфорної кислоти, мають багатий на енергію акумулювання в макроергічних зв'язках. Особливу роль відіграє АТФ – універсальний акумулятор енергії. Високоенергетичні фосфатні зв'язки нуклеотидтрифосфатів використовуються у синтезі полісахаридів ( урідінтріфосфат,АТФ), білків (ГТФ, АТФ), ліпідів ( цитидинтріфосфат,АТФ). Нуклеозидтрифосфати є субстратами для синтезу нуклеїнових кислот. Уридиндифосфат бере участь в обміні вуглеводів, як переносник залишків моносахаридів, цитидиндифосфат (переносник залишків холіну та етаноламіну) – в обміні ліпідів.
Важливу регуляторну роль організмі грають циклічні нуклеотиди.Вільні нуклеозидмонофосфати утворюються шляхом синтезу або при гідролізі нуклеїнових кислот під дією нуклеаз. Послідовне фосфорилювання нуклеозидмонофосфатів призводить до утворення відповідних нуклеотидтрифосфатів. Розпад нуклеотидів відбувається під дією нуклеотидази (при цьому утворюються нуклеозиди), а також нуклеотидпірофосфорілази, що каталізують оборотну реакцію розщеплення нуклеотидів до вільних основ і фосфорибозилпірофосфату.
Нуклеотиди - це складні біологічні речовини, які відіграють ключову роль багатьох біологічних процесах. Вони є основою для побудови ДНК і РНК і, крім того, відповідають за синтез білків та генетичну пам'ять, будучи універсальними джерелами енергії. Нуклеотиди входять до складу коферментів, беруть участь у вуглеводному обміні та синтезі ліпідів. Крім того, нуклеотиди є компонентами активних форм вітамінів, переважно групи В (рибофлавін, ніацин). Нуклеотиди сприяють формуванню природного мікробіоценозу, надають необхідну енергію для регенеративних процесів у кишечнику, впливають на дозрівання та нормалізацію функціонування гепатоцитів.
Нуклеотиди є низькомолекулярними сполуками, що складаються з азотистих основ (пурини, піримідини), пентозного цукру (рибоза або дезоксирибозу) і 1—3 фосфатних груп.
Найбільш поширені монофосфати беруть участь у метаболічних процесах: пурини – аденозинмонофосфат (АМФ), гуанозинмонофосфат (ГМФ), піримідини – цитидинмонофосфат (ЦМФ), урідінмонофосфат (УМФ).
Чим викликаний інтерес до проблеми вмісту нуклеотидів у дитячому харчуванні?
До останнього часу вважалося, що всі необхідні нуклеотиди синтезуються всередині організму і їх не розглядали як незамінні поживні речовини. Передбачалося, що нуклеотиди, що надходять з їжею, в основному надають «місцеву дію», визначаючи ріст та розвиток тонкого кишечника, обмін ліпідів та печінкову функцію. Однак останні дослідження (матеріали сесії ESPGAN, 1997) показали, що ці нуклеотиди стають необхідними, коли ендогенного запасу недостатньо: наприклад, при захворюваннях, що супроводжуються енергетичним дефіцитом, — тяжких інфекціях, хворобах споживання, а також у неонатальному періоді під час швидкого зростання дитини , при імунодефіцитних станах та гіпоксичних ушкодженнях. При цьому загальний обсяг ендогенного синтезу знижується, стає недостатнім для задоволення потреб організму. У таких умовах надходження нуклеотидів з їжею «заощаджує» в організмі витрати енергії для синтезу цих речовин і може оптимізувати функцію тканин. Так, лікарі здавна радили після тривалих захворювань використовувати для харчування печінку, молоко, м'ясо, бульйони, т. е. продукти, багаті нуклеотидами.
Додаткова дотація нуклеотидів з їжею дуже важлива при вигодовуванні немовлят. Нуклеотиди були виділені із жіночого молока близько 30 років тому. На цей час ідентифіковано 13 кислоторозчинних нуклеотидів у жіночому молоці. Давно відомо, що склад жіночого молока та молока різних видів тварин не ідентичний. Проте багато років було прийнято звертати увагу лише основні харчові компоненти: білки, вуглеводи, ліпіди, мінерали, вітаміни. Разом з тим, нуклеотиди в жіночому молоці суттєво відрізняються, причому не лише за кількістю, а й за складом від нуклеотидів у коров'ячому молоці. Так, наприклад, оротат, головний нуклеотид коров'ячого молока, що міститься у значних кількостях навіть у адаптованих молочних сумішах, не присутній у жіночому молоці.
Нуклеотиди є компонентом небілкової азотної фракції грудного молока. Небілковий азот відповідає приблизно за 25% загального азоту в грудному молоці та містить аміносахара та карнітин, які відіграють особливу роль у розвитку новонароджених. Нуклеотидовий азот може сприяти найбільш ефективному вживанню білка у немовлят, які вигодовуються грудним молоком, які отримують порівняно менше білка в порівнянні з дітьми, яких вигодовують штучними сумішами.
Було виявлено, що в жіночому молоці концентрація нуклеотидів перевищує їх вміст у сироватці. Це говорить про те, що грудні залози жінки синтезують додаткову кількість нуклеотидів, які надходять до грудного молока. Також є відмінності у вмісті нуклеотидів за стадіями лактації. Так, найбільша кількість нуклеотидів у молоці визначається на 2-4-му місяці, а потім їх вміст після 6-7-го місяця починає поступово знижуватися.
Раннє зріле молоко містить переважно мононуклеотиди (АМФ, ЦМФ, ГМФ). Їхня кількість у пізньому зрілому молоці вища, ніж у молозиві, проте менша, ніж у молоці першого місяця лактації.
Концентрація нуклеотидів у грудному молоці значно вище взимку, ніж у аналогічні терміни годівлі у період.
Ці дані можуть свідчити про те, що в клітинах грудних залоз відбувається додатковий синтез нуклеотидів, тому що в перші місяці життя речовини, що ззовні надходять, підтримують необхідний рівень метаболізму і енергетичного обміну дитини. Збільшення синтезу нуклеотидів у грудному молоці в зимовий період є захисним механізмом: у цей час року дитина більше схильна до інфекції і легше розвивається вітамінна і мінеральна недостатність.
Як зазначалося вище, склад і концентрація нуклеотидів у молоці всіх видів ссавців різняться, але їх кількість нижча, ніж у грудному молоці. Це, мабуть, пов'язано з тим, що потреба в екзогенних нуклеотидах особливо висока у беззахисних дитинчат.
Грудне молоко - це не тільки найбільш збалансований продукт для раціонального розвитку дитини, а й тонка фізіологічна система, здатна змінюватись в залежності від потреб дитини. Грудне молоко ще довго всебічно вивчатиметься, причому не тільки кількісний і якісний його склад, а й роль окремих інгредієнтів у функціонуванні систем організму, що росте і формується. Суміші для штучного вигодовування немовлят також удосконалюватимуться і поступово перетворяться на справжні «замінники грудного молока». Дані про те, що нуклеотиди грудного молока мають ширше фізіологічне значення для організму, що росте і розвивається, послужили основою для введення їх у суміші для дитячого харчування і наближення по концентрації і складу до таких у грудному молоці.
Наступним етапом досліджень стала спроба встановити вплив нуклеотидів, введених у дитячі суміші, на дозрівання плода та розвиток немовляти.
Найбільш наочними виявились дані про активацію імунної системи дитини. Як відомо, IgG реєструється ще внутрішньоутробно, IgM починає синтезуватися відразу після народження дитини, IgA синтезується найбільш повільно, і активний синтез виникає до кінця 2-3-го місяця життя. Ефективність їх вироблення багато в чому визначається зрілістю імунної відповіді.
Для дослідження було сформовано 3 групи: діти, які отримували лише грудне молоко, лише суміші з нуклеотидами та молочні суміші без нуклеотидів.
В результаті було виявлено, що діти, які отримували формули з нуклеотидними добавками, до кінця 1-го місяця життя та на 3-му місяці мали рівень синтезу імуноглобуліну М, приблизно рівний такому у дітей, які перебувають на грудному вигодовуванні, але значно вищий, ніж у дітей, які отримували просту суміш. Аналогічні результати отримані при аналізі рівня синтезу імуноглобуліну А .
Зрілість імунної системи визначає ефективність вакцинопрофілактики, адже здатність до формування імунної відповіді на щеплення — це один із показників вироблення імунітету на першому році життя. Для прикладу досліджували рівень вироблення антитіл до дифтерії у дітей, які перебувають на «нуклеотидній» формулі, грудному вигодовуванні та сумішах без нуклеотидів. Рівень антитіл вимірювався через 1 місяць після першої та після останньої вакцинації. Встановлено, що навіть перші показники були вищими, а другі — достовірно вищими у дітей, які отримували суміші з нуклеотидами.
При дослідженні впливу вигодовування сумішшю з нуклеотидами на фізичний та психомоторний розвиток дітей відзначено тенденцію до кращого збільшення маси та більш швидкого становлення моторної та психічної функції.
Крім того, є дані, що дотація нуклеотидів сприяє більш швидкому дозріванню нервової тканини, функцій мозку та зорового аналізатора, що є вкрай актуальним для недоношених та морфофункціонально незрілих дітей, а також малюків з офтальмологічними проблемами.
Всім відомі проблеми зі становленням мікробіоценозу у дітей раннього віку, особливо у перші місяці. Це явища диспепсії, кишкові кольки, підвищений метеоризм. Споживання «нуклеотидних» сумішей дозволяє швидше нормалізувати ситуацію без необхідності корекції пробіотиками. У дітей, які отримували суміші з нуклеотидами, рідше відзначалися дисфункція шлунково-кишкового тракту, нестійкість випорожнень, вони легше переносили введення наступного прикорму.
Однак при застосуванні сумішей з нуклеотидами необхідно мати на увазі, що вони скорочують частоту випорожнень, тому дітям із запорами їх слід рекомендувати з обережністю.
Особливе значення ці суміші можуть мати у дітей із гіпотрофією, анемією, а також перенесли гіпоксичні порушення у неонатальному періоді. Суміші з нуклеотидами допомагають вирішити низку проблем, що виникають при виходжуванні недоношених дітей. Зокрема, йдеться про поганий апетит і низький збільшення маси тіла протягом усього першого року життя, крім того, вживання сумішей сприяє більш повноцінному. психомоторного розвиткумалюків.
Виходячи з вищевикладеного застосування сумішей з нуклеотидними добавками для нас, лікарів, має великий інтерес. Рекомендувати ці суміші ми можемо великому колу дітей, тим більше, що суміші не є лікувальними. Разом з тим, ми вважаємо важливим вказати на можливість індивідуальних смакових реакцій у дітей раннього віку, особливо при переведенні дитини зі звичайної суміші на нуклеотидовмісну. Так, у деяких випадках, навіть при використанні сумішей однієї фірми, ми відзначали у дитини негативні реакції, аж до відмови від запропонованої суміші. Однак усі літературні джерела стверджують, що нуклеотиди не тільки не впливають негативно на смакові якості, а й, навпаки, покращують їх, не змінюючи органолептичних властивостей суміші.
Представляємо огляд сумішей, що містять нуклеотидні добавки та наявні на нашому ринку. Це сироваткові суміші фірми "Фрізленд Ньютрішн" (Голландія) "Фрісолак", "Фрісомел", в яких містяться 4 нуклеотиди, ідентичних нуклеотидам жіночого молока; сироваткова суміш "Мамекс" (Intern Nutrition, Данія), НАН ("Нестле", Швейцарія), "Енфаміл" ("Мід Джонсон", США), суміш "Сімілак формула плюс" ("Еббот Лабораторіз", Іспанія/США). Кількість та склад нуклеотидів у цих сумішах різні, що визначається фірмою-виробником.
Всі фірми-виробники намагаються підібрати співвідношення та склад нуклеотидів, наблизивши його, наскільки можливо технічно та біохімічно, до аналогічних показників грудного молока. Цілком зрозуміло, що механічний підхід не є фізіологічним. Безумовно, введення нуклеотидів у суміші для дитячого харчування – це революційний крок у виробництві замінників грудного молока, що сприяє максимальному наближенню до складу жіночого грудного молока. Однак ніяка суміш поки не може вважатися фізіологічно повністю ідентичною цій єдиній, універсальній і необхідній дитині продукту.
Література
- Gyorgy. P. Biochemical aspects. Am.Y.Clin. Nutr. 24 (8), 970-975.
- Europan society for Pediatric Gastroenterology and Nutrition (ESPGAN). Committee on Nutrition: Guidelines on infant nutrition I. Recommendations on composition of adapted formula. Asta Paediatr Scand 1977; Suppl 262: 1-42.
- James L. Leach, Jeffreu H. Baxter, Bruce E. Molitor, Mary B. Ramstac, Marc L\Masor. Усі потенційно наявні нуклеотиди материнського молока на стадії лактації//Американський журнал клінічного харчування. – Червень 1995. – Т. 61. – №6. – С. 1224-30.
- Carver J. D., Pimental B., Cox WI, Barmess L.A. Pediatrics 1991; 88; 359-363.
- Uauy. R., Stringel G., Thomas R. and Quan R. (1990) Ефект з dietari nucleosides на зростанні і згортання розвитку gut in the rat. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 10, 497-503.
- Brunser O., Espinosa J., Araya М., Gruchet S. and Gil А. (1994) Ефект dietari nucleotide suppementation on diarhoeal disease in infants. Asta Paediatr. 883. 188-191.
- Кешишян Є. З., Бердникова Є. До.//Смеси з нуклеотидними добавками для вигодовування дітей першого року життя//Дитяче харчування XXI століття. – С. 24.
- Девід. Нові технології поліпшення продуктів дитячого харчування// Педіатрія. – 1997. – №1. – С. 61-62.
- Суміші з нуклеотидними добавками для вигодовування немовлят. Очікуваний ефект// Педіатрія. Consilium medicum. - Додаток №2. – 2002. – С. 27-30.
Є. С. Кешишян, доктор медичних наук, професор
Є. К. Берднікова
МНДІ педіатрії та дитячої хірургії МОЗ РФ, Москва
В організмі людини знаходиться велика кількість органічних сполук, без яких неможливо уявити стабільний перебіг обмінних процесів, що підтримують життєдіяльність усіх. Одними з таких речовин є нуклеотиди – це фосфорні ефіри нуклеозидів, які відіграють найважливішу роль передачі інформаційних даних, а також хімічних реакціяхіз виділенням внутрішньоклітинної енергії.
Як самостійні органічні одиниці формують наповнювач всіх нуклеїнових кислот і більшості коферментів. Розглянемо докладніше, що таке нуклеозидфосфати і яку вони грають у людському організмі.
З чого складається речовина нуклеотид. Воно вважається вкрай складним ефіром, що відноситься до групи кислот фосфору і нуклеозидів, які за своїми біохімічними властивостями відносяться до N-глікозидів і містять гетероциклічні фрагменти, пов'язані з молекулами глюкози та атомом азоту.
У природі найпоширенішими є нуклеотиди ДНК.
Крім цього, ще розрізняють органічні речовини зі схожими характеристиками будови: рибонуклеотиди, а також дезоксирибонуклеотиди. Всі вони без винятку є мономерними молекулами, що належать до складних за будовою біологічних речовин полімерного типу.
З них формується РНК та ДНК всіх живих істот, починаючи від найпростіших мікроорганізмів та вірусних інфекцій, закінчуючи людським організмом.
Залишок молекулярної структури фосфору серед нуклеозидфосфатів утворює ефірний зв'язок з двома, трьома, а в деяких випадках відразу з п'ятьма гідроксильними групами. Практично всі без винятку нуклеотиди належать до ефірних речовин, які утворилися з залишків ортофосфорної кислоти, тому їх зв'язки стійкі і не розпадаються під впливом несприятливих факторів внутрішнього та зовнішнього середовища.
Зверніть увагу!Будова нуклеотидів завжди складна і ґрунтується на моноефірах. Послідовність нуклеотидів може змінюватись під впливом стресових факторів.
Біологічна роль
Вплив нуклеотидів протягом усіх процесів у організмі живих істот вивчають вчені, які досліджують молекулярну будову внутрішньоклітинного простору.
Виходячи з лабораторних висновків, отриманих за підсумками багаторічної роботи вчених різних країн світу, виділяють таку роль нуклеозидфосфатів:
- універсальне джерело життєвої енергії, за рахунок якої відбувається харчування клітин та відповідно підтримується нормальна робота тканин, що формують внутрішні органи, біологічні рідини, епітеліальний покрив, судинну систему;
- є транспортувальниками глюкозних мономерів у клітинах будь-якого типу (це одна з форм вуглеводного обміну, коли цукор, що вживається, під впливом травних ферментівтрансформується в глюкозу, яка розноситься в кожен куточок організму разом із нуклеозидфосфатами);
- виконують функцію коферменту (вітамінні та мінеральні сполуки, які сприяють забезпеченню клітин поживними речовинами);
- складні та циклічні мононуклеотиди є біологічними провідниками гормонів, що поширюються разом із потоком крові, а також посилюють дію нейронних імпульсів;
- алостеричним чином регулюють активність травних ферментів, що виробляються тканинами підшлункової залози.
Нуклеотиди входять до складу нуклеїнових кислот. Вони з'єднані трьома та п'ятьма зв'язками фосфодіефірного типу. Генетики та вчені, які присвятили своє життя молекулярній біології, продовжують лабораторні дослідження нуклеозидфосфатів, тому щороку світ дізнається ще більше цікавого про властивості нуклеотидів.
Послідовність нуклеотидів – це різновид генетичної рівноваги та балансу розташування амінокислот у структурі ДНК, своєрідний порядок розміщення залишків ефіру у складі нуклеїнових кислот.
Він визначається за допомогою традиційного методу секвенування, відібраного для аналізу біологічного матеріалу.
Т – тімін;
А – аденін;
G – гуанін;
С – цитозин;
R – GA аденін у комплексі з гуаніном та основами пурину;
Y – TC піримідинові сполуки;
K - GT нуклеотиди, що містять кетогрупу;
M - AC входять до аміногрупи;
S - GC потужні, що відрізняються трьома водневими сполуками;
W - AT нестійкі, які утворюють лише по два водневі зв'язки.
Послідовність нуклеотидів може змінюватися, а позначення латинськими літерами необхідні у випадках, коли порядок розташування ефірних сполук невідомий, є несуттєвим чи є результати первинних досліджень.
Найбільше варіантів і комбінацій нуклеозидфосфатів властиво для ДНК. Для запису ефірних сполук РНК достатньо символів A, C, G, U. Останнє літерне позначення є речовиною урідін, яка зустрічається тільки в РНК. Послідовність символічних позначень завжди записується без використання пробілів.
Корисне відео: нуклеїнові кислоти (ДНК та РНК)
Скільки нуклеотидів у ДНК
Для того, щоб максимально докладно розуміти, про що йдеться, слід мати чітке уявлення про саму ДНК. Це окремий вид молекул, які мають витягнуту форму та складаються із структурних елементів, а саме – нуклеозидфосфатів. Яка кількість нуклеотидів у ДНК? Існує 4 види ефірних сполук даного типу, що входять до складу ДНК. Це аденін, тимін, цитозин та гуанін. Усі вони формують єдиний ланцюжок, з якого й утворюється молекулярна структура ДНК.
Вперше будова ДНК була розшифрована в далекому 1953 американськими вченими Френсісом Криком і Джеймсом Вотсоном. В одній молекулі дезоксирибонуклеїнової кислоти міститься по два ланцюжки нуклеозидфосфатів. Вони розміщені таким чином, що зовні нагадують спіраль, що закручується навколо осі.
Зверніть увагу!Кількість нуклеотидів у ДНК незмінна і обмежується лише чотирма видами - це відкриття наблизило людство до розшифрування повного генетичного коду людини.
У цьому будова молекули має одну важливу особливість. Всі нуклеотидні ланцюжки мають властивість комплементарності. Це означає, що один навпроти одного розміщуються лише ефірні сполуки певного виду.Відомо, що навпроти тиміну завжди розташований аденін. Навпроти цитозину не може бути ніяка інша речовина крім гуаніну. Такі нуклеотидні пари формують принцип комплементарності та є нероздільними.
Маса та довжина
За допомогою складних математичних підрахунків та лабораторних досліджень вченим вдалося встановити точні фізико-біологічні властивості ефірних сполук, що формують молекулярну структуру дезоксирибонуклеїнової кислоти.
Відомо, що протяжна довжина одного внутрішньоклітинного залишку, що складається з амінокислот в єдиному поліпептидному ланцюзі – 3,5 ангстрем. Середня маса одного молекулярного залишку дорівнює 110 а.
Крім цього, ще виділяють мономери нуклеотидного типу, які сформовані не тільки з амінокислот, але мають ефірні складові. Це мономери ДНК та РНК. Їхня лінійна довжина вимірюється безпосередньо всередині нуклеїнової кислоти і становить не менше 3,4 ангстрем. Молекулярна вага одного нуклеозидфосфату знаходиться в межах 345 а. Це вихідні дані, які використовуються в практичній лабораторної роботи, присвяченій дослідам, генетичним дослідженням та іншій науковій діяльності
Медичні позначення
Генетика, як наука, розвивалася ще період, коли був досліджень будови ДНК людини та інших живих істот на молекулярному рівні. Тому в період домолекулярної генетики нуклеотидні зв'язки позначалися як найменший елемент у структурі молекули ДНК. Як раніше, так і в даний час, ефірні речовини даного типу були піддані. Вона могла бути спонтанною чи індукованою, тому для позначення нуклеозидфосфатів із пошкодженою структурою ще використовують термін «рекон».
Для визначення поняття настання можливої мутації в азотистих сполуках нуклеотидних зв'язків застосовують термін «мутон». Дані позначення більше потрібні в лабораторній роботі з біологічним матеріалом. Також використовуються вченими генетиками, які вивчають пристрій молекул ДНК, шляхи передачі спадкової інформації, способи її шифрування та можливі комбінації генів, які отримуються в результаті злиття генетичного потенціалу двох статевих партнерів.