Nukleotid
Ein Nukleotid ist ein Molekül, das als kleinster Baustein von Nukleinsäuren (DNA und RNA) fungiert und auch im genetischen_Code verwendet wird. Außerdem haben viele Arten von Nukleotiden lebensnotwendige regulatorische Funktionen in Zellen, beispielsweise das ATP, das cAMP und das GTP.Die Riesenmoleküle DNA und RNA sind aus insgesamt fünf verschiedenen Sorten von Nukleotiden zusammengesetzt, die in beliebiger Reihenfolge mit Hilfe von Atombindungen zum jeweiligen Makromolekül verknüpft werden können. Die dabei ablaufende Reaktion ist eine Kondensationsreaktion. Drei miteinander verbundene Nukleotide bilden die kleinste Informationseinheit, die in der DNA und RNA zur Kodierung der genetischen Information zur Verfügung steht. Man nennt diese Informationseinheit ein Codon.
Ein Nukleotid ist aus drei Bestandteilen aufgebaut:
*einer Phosphorsäure (P) (Monophosphat, Diphosphat oder Triphosphat),
*einem Monosaccharid (Zucker) mit 5 C-Atomen, auch Pentose (Z) genannt, das als Fünfring (Furanosering) vorliegt,
*einer der fünf Nukleobasen, nämlich Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C), Thymin (T) oder Uracil (U).
In der DNA werden nur vier dieser Basen (A, G, C, T) verwendet, in der RNA ist die Nukleobase Thymin (T) gegen Uracil (U) ausgetauscht. Die Nukleotide unterscheiden sich also durch die Base, die jeweils eingebaut ist, und durch den Zucker (die Pentose), der bei der DNA die Desoxyribose und bei der RNA die Ribose ist.
Von den Nukleotiden sind die Nukleoside zu unterscheiden, die nur aus der Nukleobase und der daran gebundenen Pentose bestehen, an die jedoch kein Phosphatrest gebunden ist.
Übersicht
Die Nukleobasen und das, was aus ihnen entsteht, im Einzelnen:
:Nukleosid = Nukleobase + Pentose
:Nukleotid = Nukleobase + Pentose + Phosphatrest
*für Ribose als Zucker und Phosphatresten:*für Nukleosid
! colspan="2" /'> Nukleotid
|-
| rowspan=3 | Desoxyadenosinmonophosphat /'>| dAMP
|-
| Guanin /'>| rowspan=3 | G || rowspan=3 | Desoxyguanosindiphosphat /'>| dGDP
|-
| Desoxycytidin /'>| Desoxycytidintriphosphat /'>| dCTP
|-
| rowspan=3 | Desoxythymidinmonophosphat /'>| dTMP
|-
| 250px|framed|Bild_I:_Verknüpfung_von_Nukleotiden_(A,_G,_U,_C)_zu_einer_Nukleinsäure_(RNA)
In Nukleinsäuren wie der RNA sind die Nukleotide über die Phosphorsäure (P) und das Monosaccharid (Pentose, Z) verkoppelt.
Auf diese Weise bilden sie einen Einzelstrang der doppelsträngigen DNA. Zur Bildung des Doppelstranges wird dieser nun quasi gespiegelt, wobei einer Base des einen DNA-Einzelstrangs jeweils eine komplementäre Base des anderen Einzelstrangs gegenüberliegt.
Als komplementär werden die Basenpaare C und G sowie A und T bezeichnet: Gegenüber einem Nukleotid, das eine Cytosinbase beinhaltet, liegt immer ein Nukleotid mit einer Guaninbase (und umgekehrt), das gleiche gilt für das Adenin-Thymin Basenpaar:
P P P P P
\ / \ / \ / \ /
Z Z Z Z
/'> | | |
G C T A
* * * *
C G A T
| | | |
Z Z Z Z
/ \ / \ / \ / \
P P P P P
Die sich in der DNA-Adenin
/'>--
| C || Thymin
/'>--
| U || Purin (A oder G)
|-
| W || weak (A oder T; bezogen auf die schwache Doppelbindung, die diese Basen ausbilden)
|-
| S || strong (C oder G; bezogen auf die starke Dreifachbindung, die diese Basen ausbilden)
|-
| K || Ketogruppe (G oder T)
|-
| M || Aminogruppe (A oder C)
|-
| B || nicht A (also C, G oder T)*
|-
| D || nicht C (A, G oder T)*
|-
| H || nicht G (A, C oder T)*
|-
| V || nicht T (A, C oder G)*
|-
| N oder X || A, C, G oder T
|-
| P || Phosphorsäure
|-
| Z || Pentose, ein Monosaccharid
/'>}
|-
| *) Es wird jeweils der nächste freie Adenosindiphosphat
(ADP)
Bild:ATP chemical structure.png/'>Guanosindiphosphat
(GDP)
Bild:GTP chemical structure.png/'>Cytidindiphosphat
(CDP)
Bild:CTP chemical structure.png/'>Uridindiphosphat
(UDP)
Bild:UTP chemical structure.png/'>Desoxyadenosin-_diphosphat
(dADP)
Bild:dATP chemical structure.png|Desoxyadenosin-_triphosphat
(dATP)
Bild:dGMP chemical structure.png|Desoxyguanosin-_monophosphat
(dGMP)
Bild:dGDP chemical structure.png|Desoxyguanosin-_diphosphat
(dGDP)
Bild:dGTP chemical structure.png|Desoxyguanosin-_triphosphat
(dGTP)
Bild:dCMP chemical structure.png|Desoxycytidin-_monophosphat
(dCMP)
Bild:dCDP chemical structure.png|Desoxycytidin-_diphosphat
(dCDP)
Bild:dCTP chemical structure.png|Desoxycytidin-_triphosphat
(dCTP)
Bild:dTMP chemical structure.png|Desoxythymidin-_monophosphat
(dTMP)
Bild:dTDP chemical structure.png|Desoxythymidin-_diphosphat
(dTDP)
Bild:dTTP chemical structure.png|Desoxythymidin-_triphosphat
(dTTP)
Siehe auch
Nukleinbasen
Nukleosid
<br />
Bild:ADP chemical structure.png|<a href=){kind=link}
<br />
Bild:GDP chemical structure.png|<a href=){kind=link}
<br />
Bild:CDP chemical structure.png|<a href=){kind=link}
<br />
Bild:UDP chemical structure.png|<a href=){kind=link}
<br />
Bild:dADP chemical structure.png|<a href=){kind=link}