一般性
ヌクレオチドは、核酸DNAおよびRNAを構成する有機分子です。
核酸は生物の生存にとって基本的に重要な生物学的高分子であり、そしてヌクレオチドはそれらを構成する構成要素である。
全てのヌクレオチドは、３つの分子要素を含む一般構造を有する：リン酸基、ペントース（すなわち、５個の炭素原子を有する糖）および窒素塩基。
DNAでは、ペントースはデオキシリボースです。 しかしRNAでは、それはリボースです。
ＤＮＡ中のデオキシリボースの存在およびＲＮＡ中のリボースの存在は、これら２つの核酸を構成するヌクレオチド間に存在する主な違いを表す。
第二の重要な違いは窒素含有塩基に関するものである：ＤＮＡおよびＲＮＡのヌクレオチドはそれらに関連している４つの窒素含有塩基のうち３つだけをそれらの間に共通に有する。
ヌクレオチドとは
ヌクレオチドは、 核酸 DNAおよびRNAのモノマーを構成する有機分子です。
別の定義によれば、ヌクレオチドは核酸ＤＮＡおよびＲＮＡを構成する分子単位である。
化学的および生物学的モノマーは、長い直鎖状に配列されて、 ポリマーとしてよりよく知られている大きな分子（ 巨大分子 ）を構成する分子単位を定義する。
一般的な構造
ヌクレオチドは3つの要素を含む分子構造を持ちます。
- リン酸基、これはリン酸の誘導体である。
- 5個の炭素原子を持つ砂糖、それは五炭糖です。
- 芳香族複素環式分子である窒素含有塩基 。
ペントースは、リン酸基および窒素含有塩基がそれに結合するので、ヌクレオチドの中心的要素である。
図：核酸の一般的なヌクレオチドを構成する要素。 分かるように、リン酸基および窒素塩基は糖に結合している。
ペントースとリン酸基を一緒に保持する化学結合はホスホジエステル結合 （またはホスホジエステル型結合）であり、一方、ペントースと窒素含有塩基を結合する化学結合はＮ－グリコシド結合 （またはＮ－グリコシド結合）である。 ）。
ペントソカーボンはどのような種類のネクタイに含まれていますか？
前提：化学者たちは、有機分子を構成する石炭に番号を付けて、研究や説明を簡単にすることを考えました。 ここで、ペントースの5つの石炭は次のようになります。炭素1、炭素2、炭素3、炭素4、炭素5。番号を割り当てるための基準は非常に複雑であるため、省略することが適切であると考えます。
ヌクレオチドのペントースを形成する５つの石炭のうち、窒素含有塩基およびリン酸基との結合に関与するものは、それぞれ炭素１および炭素５である 。
- ペントース炭素1→N-グリコシド結合→窒素塩基
- ペントースカーボン5→ホスホジエステル結合→リン酸基
ヌクレオチドはリン酸基を有するヌクレオシドである
図：ペントースの構造、その構成炭素の番号付け、および窒素含有塩基およびリン酸基との結合。
リン酸基要素がなければ、ヌクレオチドはヌクレオシドになる。
ヌクレオシドは、実際には、ペントースと窒素含有塩基との間の結合から誘導される有機分子である。
この注釈は、「ヌクレオチドは炭素5に結合した1つまたは複数のリン酸基を有するヌクレオシドである」と述べるヌクレオチドのいくつかの定義を説明するのに役立つ。
DNAとRNAの違い
ＤＮＡおよびＲＮＡのヌクレオチドは構造的観点から互いに異なる。
主な違いは、 ペントースにあります。DNAでは、ペントースはデオキシリボースです。 しかしRNAでは、それはリボースです。
デオキシリボースとリボースは1つの原子だけが異なります。実際には、デオキシリボースの炭素2には酸素原子がありません（NB：水素は1つだけです）。逆に、リボースの炭素2には存在します（NB：ここで、酸素が水素と結合して、ヒドロキシル基（ＯＨ）を形成する。
この違いだけでも、生物学的に非常に重要です。DNAは、生物の細胞の発達と適切な機能が依存する遺伝的遺産です。 他方、ＲＮＡは、ＤＮＡ遺伝子のコード化、解読、調節および発現を主に担う生物学的高分子である。
ＤＮＡヌクレオチドとＲＮＡヌクレオチドとの間の他の重要な違いは窒素含有塩基に関するものである。
この2番目の不等式を完全に理解するには、少し後退する必要があります。
図：ＲＮＡ（リボース）およびＤＮＡ（デオキシリボース）のヌクレオチドを構成する５炭素糖。
窒素含有塩基は、有機的性質の分子であり、これは、核酸において、異なる種類の構成ヌクレオチドの特徴的な要素を表す。 事実、ＤＮＡのヌクレオチド中およびＲＮＡヌクレオチド中において、唯一の可変要素は窒素塩基である。 糖 - リン酸基骨格は変化しないままである。
DNAとRNAの両方に、4つの窒素含有塩基があります。 それ故、各核酸についてのヌクレオチドの種類は、全部で４である。
DNAとRNAヌクレオチドの間に存在する2番目の重要な違いに戻ると、これらの2つの核酸は共通して4つのうち3つの窒素塩基しか持たない。この場合、アデニン、グアニンおよびシトシンは3つの窒素塩基である。 DNAとRNAの両方に存在する。 一方、チミンとウラシルは、それぞれDNAの4番目の窒素塩基とRNAの4番目の塩基です。
したがって、ペントースを除いて、ＤＮＡヌクレオチドおよびＲＮＡヌクレオチドは、４つのタイプのうち３つについて等しい。
窒素含有塩基が属するクラス
アデニンとグアニンはプリンとして知られる窒素含有塩基のクラスに属します。 プリンは二環式芳香族複素環式化合物である。
一方、チミン、シトシンおよびウラシルは、 ピリミジンとして知られる窒素含有塩基のクラスに属する。 ピリミジンは単環芳香族複素環式化合物である。
DNAおよびRNAのその他のヌクレオチド名
デオキシリボース糖を有するヌクレオチド、すなわちＤＮＡのヌクレオチドは、まさに前述の糖の存在により、 デオキシリボヌクレオチドの別名をとる。
同様の理由で、リボース糖を有するヌクレオチド、すなわちRNAヌクレオチドは、 リボヌクレオチドの別名をとる。
| DNAヌクレオチド | RNAヌクレオチド |
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核酸組織
核酸を構成する際に、ヌクレオチドと同様に、ヌクレオチドは長いフィラメントに組織化されます。
これらの長い鎖を形成する各ヌクレオチドは、そのペントースの炭素３とその直後のヌクレオチドのリン酸基との間のホスホジエステル結合によって次のヌクレオチドに結合する。
終わり
核酸を構成するヌクレオチドフィラメント（またはヌクレオチドフィラメント）は、５ '末端 （「先端５番」と読む）および末端 ３' （「先端３番」と読む）として知られる２つの末端を有する。 慣例により、生物学者および遺伝学者は、 5 ' 末端が核酸を形成するフィラメントの頭部を表し、 3'末端がその尾 部を表すことを確立した。
化学的観点から、５ '末端は鎖の最初のヌクレオチドのリン酸基と一致し、一方３'末端は最後のヌクレオチドの炭素３に配置されたヒドロキシル基（ＯＨ）と一致する。
ヌクレオチドフィラメントが遺伝的および生物学的分子本に記載されているのはこの構成に基づいている：Ｐ － ５ '→３'－ ＯＨ。
＊ ＮＢ：Ｐはリン酸基のリン原子を表す。
生物学的役割
遺伝子の発現は ＤＮＡヌクレオチド配列に依存する。 遺伝子は、多かれ少なかれ長いDNAセグメント（すなわちヌクレオチドセグメント）であり、 タンパク質合成に不可欠な情報を含んでいます。 アミノ酸でできているタンパク質は生物学的高分子であり、生物の細胞メカニズムを調節する上で基本的な役割を果たしています。
所与の遺伝子のヌクレオチド配列は、関連タンパク質のアミノ酸配列を特定する。
