نوکلئوتیدها واحدهای تشکیل دهنده زنجیره های ابرمولکول اسید نوکلئیک هستند.

هر واحد ساختاری یا نوکلئوتید از 3 جزء قند، باز آلی و گروه فسفات تشکیل شده است. دو نوع از اسیدهای نوکلئیک شامل DNA و RNA، در نوع قند و یکی از بازهای آلی با هم متفاوت اند. قند به کار رفته در نوکلئوتیدهای RNA ریبوز، و قند به کار رفته در نوکلئوتیدهای DNA داکسی ریبوز است. تفاوت دو مولکول قند تنها در یک عامل OH یا هیدروکسیل است. ریبوز روی کربن دوم خود ( 2َ) عامل هیدروکسیل دارد. در صورتی که قند داکسی ریبوز روی کربن دوم خود ( 2َ) تنها یک هیدروژن (H) دارد.

4 نوع باز آلی در هر نوع از اسیدهای نوکلئیک یافت می شود. DNA دارای 4 باز آلی آدنین A، گوانین G، سیتوزین C و تیمینT است. RNA دارای 4 باز آلی آدنین A، گوانین G، سیتوزین C و یوراسل U می باشد. بازهای آلی آدنین و گوانین که دو حلقه ای هستند به بازهای پورین معروف اند. بازهای آلی سیتوزین، تیمین و یوراسل که تک حلقه ای هستند به بازهای پیریمیدین معروف اند.

نوکلئوزیدها

هر نوکلئوزید از ترکیب یک مولکول قند با یک باز آلی ساخته می شود. اتصال قند و باز یک اتصال N-گلیکوزیدی است. کربن شماره 1 قند ( 1َ) به نیتروژن شماره 1 بازهای پیریمیدین و 9 بازهای پورین متصل است. در این حالت نوکلئوزید ساخته شده از قند ریبوز و باز آلی آدنین، آدنوزین خوانده می شود. به همین ترتیب در صورت شرکت بازهای آلی دیگر شامل G، C و یوراسل در ساختار نوکلئوزید، با کلمات گوانوزین، سیتیدین و یوریدین خوانده خواهند شد.

حالت دوم ، زمانی که قند داکسی ریبوز با بازهای آلی A، G، C و T ترکیب شود، نوکلئوزیدهای حاصل به ترتیب داکسی آدنوزین، داکسی گوانوزین، داکسی سیتیدین و داکسی تیمیدین خوانده می شوند.

از خصوصیات شیمیایی نوکلئوزیدها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

در آب پایدارند.

در محلول های قلیایی (بازی) پایدارند.

در محلول اسیدی به شرط حرارت دادن، هیدرولیز شده و به اجزاء سازنده شان تجزیه خواهند شد.

نوکلئوزید های پیریمیدینی از نوکلئوزیدهای پورینی مقاوم تراند.

آنزیم تجزیه کننده آن ها نوکلئوزیداز نام دارد و آن ها را به دو جزء قند و باز آلی تجزیه می کنند.

نوکلئوتیدها

هر نوکلئوتید از ترکیب نوکلئوزید با یک یا چند گروه فسفات ساخته می شود. گروه فسفات می تواند به کربن شماره 3 یا کربن شماره 5 قند ( 3َ یا  5َ) متصل شود. اتصال قند و فسفات یک اتصال فسفودی استر است.

پس از متصل شدن گروه فسفات، نام نوکلئوتید نشان دهنده نوع باز، قند و همچنین تعداد و جایگاه اتصال گروه فسفات خواهد بود.

مثال:

نوکلئوتید گوانوزین- 3َ – مونوفسفات (GMP) نشان می دهد که قند ریبوز در کربن  1َ به باز آلی گوانین و در کربن  3َ به یک گروه فسفات متصل است.

نوکلئوتید داکسی آدنوزین- 5َ- تری فسفات () نشان می دهد که قند داکسی ریبوز در کربن  1َ به باز آلی آدنین و در کربن  5َ به 3 گروه فسفات متصل است.

نوکلئوتیدها واحدهای سازنده زنجیره های DNA و RNA هستند. آنزیم های DNA پلیمراز و RNA پلیمراز با استفاده از نوکلئوتیدهای تری فسفاته زنجیره های طویل و با ترتیب و توالی متفاوت را می سازند. هر آنزیم تنها از نوکلئوتیدهای مربوط به خود استفاده می کند. بدین منظور که DNA پلیمراز تنها از 4 نوکلئوتید داکسی آدنوزین- 5َ- تری فسفات، داکسی گوانوزین- 5َ- تری فسفات، داکسی سیتیدین- 5َ- تری فسفات و تیمیدین- 5َ- تری فسفات استفاده می کند. در صورتی که RNA پلیمراز تنها 4 نوکلئوتید آدنوزین- 5َ- تری فسفات، گوانوزین- 5َ- تری فسفات، سیتیدین- 5َ- تری فسفات و یوریدین- 5َ- تری فسفات را مورد استفاده قرار می دهد.

اتصال واحدهای نوکلئوتیدی همیشه و همیشه از سمت 5َ به 3َ است:

هر مولکول اسید نوکلئیک، DNA یا RNA، دارای یک سر 5َ و یک سر 3َ است. سر  5َ مولکول قسمتی است که فسفات نوکلئوتید انتهایی آن، به هیچ نوکلئوتید دیگری پیوند نشده است یا به عبارتی فسفات آزاد دارد. سر  3َ مولکول قسمتی است که عامل OH کربن شماره 3 قند ( 3َ) با هیچ نوکلئوتید یا فسفات دیگری پیوند نشده است و یا به عبارتی عامل OH آزاد دارد.

به عبارت ساده تر:

نوکلئوتید اول در گروه های فسفات  5َ خود تغییری نخواهد کرد. نوکلئوتید دوم با از دست دادن دو گروه فسفات خود به عامل OH کربن  3َ قند نوکلئوتید اول متصل می شود. 

نویسنده:مهتاب