Нуклеозиды - это гликозиламины, которые можно рассматривать как нуклеотиды без фосфатной группы . Нуклеозид состоит просто из азотистого основания (также называемого азотистым основанием) и пятиуглеродного сахара ( рибоза или 2'-дезоксирибоза), тогда как нуклеотид состоит из азотистого основания, пятиуглеродного сахара и одной или нескольких фосфатных групп. В нуклеозиде аномерный углерод связан гликозидной связью с N9 пурина или N1 пиримидина . Примеры нуклеозидов включают цитидин , уридин , аденозин , гуанозин., тимидин и инозин . [1]
В то время как нуклеозид представляет собой азотистое основание, связанное с сахаром, нуклеотид состоит из нуклеозида и одной или нескольких фосфатных групп. Таким образом, нуклеозиды могут фосфорилироваться специфическими киназами в клетке по первичной спиртовой группе сахара (-CH 2 -OH) с образованием нуклеотидов . Нуклеотиды - это молекулярные строительные блоки ДНК и РНК .
Источник
Нуклеозиды могут быть произведены из нуклеотидов de novo , особенно в печени, но они в большей степени поступают через прием внутрь и переваривание нуклеиновых кислот с пищей, в результате чего нуклеотидазы расщепляют нуклеотиды (такие как тимидинмонофосфат ) на нуклеозиды (такие как тимидин ). и фосфат. Нуклеозиды, в свою очередь, впоследствии расщепляются в просвете пищеварительной системы нуклеозидазами на азотистые основания и рибозу или дезоксирибозу. Кроме того, нуклеотиды могут расщепляться внутри клетки на азотистые основания и рибозо-1-фосфат или дезоксирибозо-1-фосфат .
Использование в медицине и технике
В медицине несколько аналогов нуклеозидов используются как противовирусные или противораковые средства. [2] [3] [4] Вирусная полимераза включает эти соединения с неканоническими основаниями. Эти соединения активируются в клетках, превращаясь в нуклеотиды. Их вводят в виде нуклеозидов, поскольку заряженные нуклеотиды не могут легко проникать через клеточные мембраны.
В молекулярной биологии существует несколько аналогов сахарного остова. Из-за низкой стабильности РНК, склонной к гидролизу, используются несколько более стабильных альтернативных аналогов нуклеозидов / нуклеотидов, которые правильно связываются с РНК. Это достигается за счет использования сахара другой основы. Эти аналоги включают заблокированные нуклеиновые кислоты (LNA), морфолино и пептидные нуклеиновые кислоты (PNA).
При секвенировании используются дидезоксинуклеотиды . Эти нуклеотиды содержат неканоническую сахарную дидезоксирибозу, в которой отсутствует 3'-гидроксильная группа (которая принимает фосфат). Следовательно, он не может связываться со следующим основанием и обрывает цепь, поскольку ДНК-полимеразы не могут отличить его от обычного дезоксирибонуклеотида.
Азотистая основа | Рибонуклеозид | Дезоксирибонуклеозид |
---|---|---|
Аденин А | Аденозин | Дезоксиаденозин dA |
Гуанин грамм | Гуанозин | Дезоксигуанозин dG |
Тимин Т | 5-Метилуридин m 5 U | Тимидин dT |
Урацил У | Уридин | Дезоксиуридин dU |
Цитозин С | Цитидин | Дезоксицитидин dC |
Пребиотический синтез рибонуклеозидов
Чтобы понять, как возникла жизнь , необходимы знания о химических путях, которые позволяют формировать ключевые строительные блоки жизни в вероятных пребиотических условиях . Согласно гипотезе мира РНК в примитивном бульоне присутствовали свободно плавающие рибонуклеозиды и рибонуклеотиды. Такие сложные молекулы, как РНК, должны были возникнуть из небольших молекул, реакционная способность которых определялась физико-химическими процессами. РНК состоит из пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, которые необходимы для надежной передачи информации и, следовательно, для дарвиновского естественного отбора и эволюции . Нам и др. [5] продемонстрировали прямую конденсацию азотистых оснований с рибозой с образованием рибонуклеозидов в водных микрокаплях, что является ключевым этапом, ведущим к образованию РНК. Кроме того, правдоподобный пребиотический процесс для синтеза пиримидиновых и пуриновых рибонуклеозидов и рибонуклеотидов с использованием циклов «влажный-сухой» был представлен Becker et al. [6]
Смотрите также
- Арабинозил нуклеозиды
- Нуклеооснование
- Спасательный фермент
- Синтез нуклеозидов
Рекомендации
- ^ Нельсон, Дэвид Л .; Кокс, Майкл М. (2005). Принципы биохимии (4-е изд.). Нью-Йорк: В. Х. Фриман. ISBN 0-7167-4339-6.
- ^ Гальмарини, Карлос М .; Макки, Джон Р .; Дюмонте, Чарльз (2002). «Аналоги нуклеозидов и азотистые основания в лечении рака». Ланцетная онкология . 3 (7): 415–424. DOI : 10.1016 / S1470-2045 (02) 00788-X . PMID 12142171 .
- ^ Йордхейм, Ларс Петтер; Дюрантел, Дэвид; Зулим, Фабьен; Дюмонте, Чарльз (2013). «Достижения в разработке аналогов нуклеозидов и нуклеотидов для лечения рака и вирусных заболеваний». Обзоры природы Открытие лекарств . 12 (6): 447–464. DOI : 10.1038 / nrd4010 . PMID 23722347 . S2CID 39842610 .
- ^ Рамеш, Дипти; Виджаякумар, Баладжи Говривел; Каннан, Тараниккарасу (12 февраля 2021 г.). «Достижения в области нуклеозидов и аналогов нуклеотидов в борьбе с вирусами иммунодефицита человека и вирусными инфекциями гепатита» . ChemMedChem . DOI : 10.1002 / cmdc.202000849 . Проверено 13 марта 2021 года .
- ^ Nam I, Nam HG, Zare RN. Абиотический синтез пуриновых и пиримидин рибонуклеозидов в водных микрокаплях. Proc Natl Acad Sci US A. 2018 2 января; 115 (1): 36-40. DOI: 10.1073 / pnas.1718559115. Epub 2017, 18 декабря. PMID: 29255025; PMCID: PMC5776833
- ^ Becker S, Feldmann J, Wiedemann S, Okamura H, Schneider C, Iwan K, Crisp A, Rossa M, Amatov T, Carell T. Единый пребиотически вероятный синтез пиримидиновых и пуриновых рибонуклеотидов РНК. Наука. 2019 4 октября; 366 (6461): 76-82. DOI: 10.1126 / science.aax2747. PMID: 31604305.
Внешние ссылки
- СМИ, связанные с нуклеозидами, на Викискладе?