النوكليوتيدات

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 15 صور
الموسوعة الحرة
جزء من سلسلة عن
علم الوراثة
المكونات الرئيسية
التاريخ والمواضيع
بحث
الحقول
الطب الشخصي
  •  فئة
  • ف
  • ت
  • هـ

يحتوي هذا النوكليوتيد على سكر ديوكسي ريبوز مكون من خمس ذرات كربون (في المنتصف)، وقاعدة نوكليوتيدية تسمى الأدينين (أعلى اليمين)، ومجموعة فوسفات واحدة (يسار). يشكل سكر الديوكسي ريبوز المرتبط فقط بالقاعدة النيتروجينية نوكليوسيد ديوكسي ريبوز يسمى ديوكسي أدينوسين ، في حين أن البنية الكاملة مع مجموعة الفوسفات هي نوكليوتيد ، وهو أحد مكونات الحمض النووي باسم أحادي فوسفات الديوكسي أدينوسين .

النوكليوتيدات هي جزيئات عضوية تتكون من قاعدة نيتروجينية وسكر خماسي وفوسفات . وهي تعمل كوحدات أحادية من بوليمرات الأحماض النووية - حمض الديوكسي ريبونوكلييك (DNA) وحمض الريبونوكلييك (RNA)، وكلاهما من الجزيئات الحيوية الأساسية في جميع أشكال الحياة على الأرض . يتم الحصول على النوكليوتيدات في النظام الغذائي ويتم تصنيعها أيضًا من العناصر الغذائية الشائعة بواسطة الكبد . [1]

تتكون النوكليوتيدات من ثلاث جزيئات فرعية: قاعدة نيتروجينية ، وسكر مكون من خمس ذرات كربون ( ريبوز أو ديوكسي ريبوز ) ، ومجموعة فوسفات تتكون من ذرة فوسفات واحدة إلى ثلاث ذرات فوسفات . والقواعد النيتروجينية الأربع في الحمض النووي هي الجوانين والأدينين والسيتوزين والثايمين ؛ وفي الحمض النووي الريبي، يستخدم اليوراسيل بدلاً من الثايمين.

تلعب النوكليوتيدات أيضًا دورًا مركزيًا في عملية التمثيل الغذائي على المستوى الخلوي الأساسي. فهي توفر الطاقة الكيميائية - في شكل ثلاثي فوسفات النوكليوسيد ، وثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP)، وثلاثي فوسفات الغوانوزين (GTP)، وثلاثي فوسفات السيتيدين (CTP)، وثلاثي فوسفات اليوريدين (UTP) - في جميع أنحاء الخلية للعديد من الوظائف الخلوية التي تتطلب الطاقة، بما في ذلك: تخليق الأحماض الأمينية والبروتين والغشاء الخلوي ، وتحريك الخلية وأجزاء الخلية (داخليًا وبين الخلايا)، وانقسام الخلايا، وما إلى ذلك. [2] بالإضافة إلى ذلك، تشارك النوكليوتيدات في إشارات الخلية ( أحادي فوسفات الغوانوزين الحلقي أو cGMP وأحادي فوسفات الأدينوزين الحلقي أو cAMP) ويتم دمجها في العوامل المساعدة المهمة للتفاعلات الأنزيمية (على سبيل المثال، أنزيم A ، و FAD ، وFMN ، و NAD ، و NADP + ).

في الكيمياء الحيوية التجريبية ، يمكن وضع علامة إشعاعية على النوكليوتيدات باستخدام النويدات المشعة لإنتاج النوكليوتيدات المشعة.

تُستخدم النوكليوتيدات الخمسة أيضًا في معززات النكهة كمضافات غذائية لتعزيز طعم الأومامي ، غالبًا في شكل مستخلص الخميرة. [3]

بناء

يوضح ترتيب النوكليوتيدات داخل بنية الأحماض النووية: في الأسفل إلى اليسار، نوكليوتيد أحادي الفوسفات؛ تمثل قاعدته النيتروجينية جانبًا واحدًا من زوج قاعدي. في الأعلى إلى اليمين، تشكل أربعة نيوكليوتيدات زوجين قاعديين: الثايمين والأدينين (متصلان بروابط هيدروجينية مزدوجة ) والجوانين والسيتوزين (متصلان بروابط هيدروجينية ثلاثية ). ترتبط جزيئات النوكليوتيد الفردية بسلسلة عند جزيئات السكر والفوسفات الخاصة بها، لتشكل "عمودين فقريين" ( حلزون مزدوج ) من الحمض النووي، كما هو موضح في الأعلى إلى اليسار.

يتألف المد النووي من ثلاث وحدات كيميائية فرعية مميزة: جزيء سكر مكون من خمس ذرات كربون، وقاعدة نووية (يُطلق على الاثنتين معًا اسم جانب نووي )، ومجموعة فوسفات واحدة . ومع انضمام الثلاثة، يُطلق على النوكليوتيد أيضًا اسم " أحادي فوسفات جانب نووي " أو " ثنائي فوسفات نوكليوسيد" أو " ثلاثي فوسفات نوكليوسيد"، اعتمادًا على عدد الفوسفات التي تشكل مجموعة الفوسفات. [4]

في الأحماض النووية ، تحتوي النوكليوتيدات إما على قاعدة بيورين أو قاعدة بيريميدين - أي جزيء القاعدة النوكليوتيدية، المعروف أيضًا باسم القاعدة النيتروجينية - وتسمى نيوكليوتيدات ريبو إذا كان السكر ريبوزًا، أو نيوكليوتيدات ديوكسي ريبوز إذا كان السكر ديوكسي ريبوز. تربط جزيئات الفوسفات الفردية بشكل متكرر جزيئات حلقة السكر في اثنين من مونومرات النوكليوتيدات المجاورة، وبالتالي تربط مونومرات النوكليوتيدات في الحمض النووي من النهاية إلى النهاية في سلسلة طويلة. تخلق هذه الوصلات المتسلسلة لجزيئات السكر والفوسفات خيطًا "عمودًا فقريًا" لحلزون مفرد أو مزدوج . في أي خيط، يمتد التوجه الكيميائي ( الاتجاهية ) للوصلات المتسلسلة من النهاية 5' إلى النهاية 3' ( اقرأ : النهاية الأولية 5 إلى النهاية الأولية 3) - في إشارة إلى مواقع الكربون الخمسة على جزيئات السكر في النوكليوتيدات المجاورة. في الحلزون المزدوج، يتم توجيه السلسلتين في اتجاهين متعاكسين، مما يسمح بتزاوج القواعد والتكامل بين أزواج القواعد، وكل هذا ضروري لتكرار أو نسخ المعلومات المشفرة الموجودة في الحمض النووي. [ بحاجة لمصدر ]

الأحماض النووية هي جزيئات كبيرة بوليمرية مجمعة من النيوكليوتيدات، وهي وحدات أحادية للأحماض النووية . توجد قواعد البيورين الأدينين والجوانين وقاعدة البيريميدين السيتوزين في كل من الحمض النووي والحمض النووي الريبي، بينما توجد قواعد البيريميدين الثايمين (في الحمض النووي) واليوراسيل (في الحمض النووي الريبي) في قاعدة واحدة فقط. يشكل الأدينين زوجًا قاعديًا مع الثايمين برابطتين هيدروجينيتين، بينما يقترن الجوانين بالسيتوزين بثلاث روابط هيدروجينية.

بالإضافة إلى كونها لبنات بناء لبناء بوليمرات الأحماض النووية، تلعب النوكليوتيدات المفردة أدوارًا في تخزين الطاقة الخلوية وتوفيرها، والإشارات الخلوية، كمصدر لمجموعات الفوسفات المستخدمة لتعديل نشاط البروتينات وجزيئات الإشارة الأخرى، وكعوامل مساعدة إنزيمية ، غالبًا ما تنفذ تفاعلات الأكسدة والاختزال . تتشكل النوكليوتيدات الحلقية الإشارية عن طريق ربط مجموعة الفوسفات مرتين بنفس جزيء السكر، مما يربط بين مجموعات الهيدروكسيل 5'- و3'- للسكر. [2] تختلف بعض النوكليوتيدات الإشارية عن تكوين مجموعة الفوسفات المفردة القياسية، في وجود مجموعات فوسفات متعددة مرتبطة بمواضع مختلفة على السكر. [5] تشمل العوامل المساعدة النوكليوتيدية مجموعة أوسع من المجموعات الكيميائية المرتبطة بالسكر عبر الرابطة الجليكوسيدية ، بما في ذلك النيكوتيناميد والفلافين ، وفي الحالة الأخيرة، يكون سكر الريبوز خطيًا بدلاً من تكوين الحلقة الموجودة في النوكليوتيدات الأخرى.

العناصر البنيوية لثلاثة مد وجزر نووي - حيث يتم ربط فوسفات واحد أو اثنين أو ثلاثة على جانب النواة (باللون الأصفر والأزرق والأخضر) في المنتصف: أولاً، يتم تكوين النوكليوتيد المسمى أحادي فوسفات النوكليوسيد عن طريق إضافة فوسفات (باللون الأحمر)؛ ثانيًا، يؤدي إضافة فوسفات ثانٍ إلى تكوين ثنائي فوسفات النوكليوسيد ؛ ثالثًا، يؤدي إضافة فوسفات ثالث إلى تكوين ثلاثي فوسفات النوكليوسيد . + يشار إلى القاعدة النيتروجينية ( القاعدة النوكليوسيدية ) بـ "القاعدة" و " الرابطة السكرية " ( رابطة السكر). تم رسم جميع القواعد الخمس الأولية أو الكنسية -البيورينات والبيريميدينات- على اليمين (باللون الأزرق).
أمثلة على النيوكليوتيدات غير النووية
  • cAMP، وهو جزيء إشارات نوكليوتيد حلقي يحتوي على فوسفات واحد مرتبط بالموضعين 5 و3.
    cAMP ، جزيء إشارات نوكليوتيد حلقي يحتوي على فوسفات واحد مرتبط بكل من المواضع 5 و3.
  • pppGpp، جزيء إشارات نيوكليوتيدية يحتوي على فوسفات 5'- وفوسفات 3'-.
    pppGpp ، وهو جزيء إشارات نيوكليوتيد يحتوي على فوسفات 5'- وفوسفات 3'-.
  • NADP، عامل مساعد إنزيمي ثنائي النوكليوتيد.
    NADP ، عامل مساعد إنزيمي ثنائي النوكليوتيد .
  • FAD، وهو عامل مساعد إنزيمي ثنائي النوكليوتيد حيث يتبنى أحد سكريات الريبوز تكوينًا خطيًا بدلاً من حلقة.
    FAD ، عامل مساعد إنزيمي ثنائي النوكليوتيد حيث يتبنى أحد سكريات الريبوز تكوينًا خطيًا بدلاً من حلقة.

توليف

يمكن تصنيع النوكليوتيدات من خلال مجموعة متنوعة من الوسائل، سواء في المختبر أو في الجسم الحي . [ بحاجة لمصدر ]

في المختبر، يمكن استخدام مجموعات الحماية أثناء إنتاج النوكليوتيدات في المختبر. يتم حماية النوكليوسيد المنقى لإنشاء فوسفوراميديت ، والذي يمكن استخدامه بعد ذلك للحصول على نظائر غير موجودة في الطبيعة و/أو لتوليف أوليجونوكليوتيد . [ بحاجة لمصدر ]

في الجسم الحي، يمكن تصنيع النوكليوتيدات من جديد أو إعادة تدويرها من خلال مسارات الإنقاذ . [1] المكونات المستخدمة في تصنيع النوكليوتيدات الجديدة مستمدة من السلائف الحيوية لعملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات والأحماض الأمينية ، ومن الأمونيا وثاني أكسيد الكربون. وقد ثبت مؤخرًا أيضًا أنه يمكن تنظيم عملية التمثيل الغذائي للبيكربونات الخلوية من خلال إشارات mTORC1. [6] الكبد هو العضو الرئيسي للتصنيع الجديد لجميع النوكليوتيدات الأربعة. يتبع التصنيع الجديد للبيريميدينات والبيورينات مسارين مختلفين. يتم تصنيع البيريميدينات أولاً من الأسبارتات والفوسفات الكاربامويل في السيتوبلازم إلى هيكل الحلقة السلف المشترك لحمض الأوروتيك، والذي ترتبط به وحدة الريبوزيل الفوسفورية تساهميًا. ومع ذلك، يتم تصنيع البيورينات أولاً من قالب السكر الذي يحدث عليه تصنيع الحلقة. للتوضيح، تتم عمليات تخليق النيوكليوتيدات البيورين والبيريميدين بواسطة عدة إنزيمات في سيتوبلازم الخلية ، وليس داخل عضية محددة . تخضع النيوكليوتيدات للتحلل بحيث يمكن إعادة استخدام الأجزاء المفيدة في تفاعلات التخليق لإنشاء نيوكليوتيدات جديدة. [ بحاجة لمصدر ]

تخليق ريبونوكليوتيد البيريميدين

توليف UMP .
مخطط الألوان هو كما يلي: الإنزيمات ، الإنزيمات المساعدة ، أسماء الركيزة ، الجزيئات غير العضوية

يحدث تخليق البيريميدينات CTP و UTP في السيتوبلازم ويبدأ بتكوين فوسفات الكاربامويل من الجلوتامين و CO2 . بعد ذلك، يحفز إنزيم أسبارتات كاربامويل ترانسفيراز تفاعل تكثيف بين الأسبارتات وفوسفات الكاربامويل لتكوين حمض الكاربامويل الأسبارتيك ، والذي يتحول إلى حمض 4,5-ديهيدروأوروتيك بواسطة ديهيدروأوروتاز . يتحول الأخير إلى أوروتات بواسطة ديهيدروأوروتات أوكسيديز . التفاعل الصافي هو:

( S )- ثنائي هيدروأوروتات + O2 → أوروتات + H2O2

يرتبط أوروتات تساهميًا بوحدة ريبوزيل فوسفورية. يحدث الارتباط التساهمي بين الريبوز والبيريميدين عند الموضع C 1 [7] لوحدة الريبوز ، التي تحتوي على بيروفوسفات ، وN 1 لحلقة البيريميدين. يحفز فوسفوريبوزيل ترانسفيراز أوروتات (PRPP transferase) التفاعل الصافي الذي ينتج عنه أحادي فوسفات أوروتيدين (OMP):

أوروتيت + 5-فوسفو-α-D-ريبوز 1-ثنائي الفوسفات (PRPP) → أوروتيدين 5'-فوسفات + بيروفوسفات

يتم نزع الكربوكسيل من أحادي فوسفات أوروتيدين 5' بواسطة ديكاربوكسيلاز أوروتيدين-5'-فوسفات لتكوين أحادي فوسفات يوريدين (UMP). يحفز إنزيم PRPP ترانسفيراز كل من تفاعلات الريبوزيل ونزع الكربوكسيل، لتشكيل أحادي فوسفات يوريدين من حمض الأوروتيك في وجود PRPP. من UMP يتم اشتقاق نوكليوتيدات البيريميدين الأخرى. يتم فسفرة UMP بواسطة كينازين إلى ثلاثي فوسفات يوريدين (UTP) عبر تفاعلين متتاليين مع ATP. أولاً، يتم إنتاج ثنائي الفوسفات من UDP، والذي يتم فسفرته بدوره إلى UTP. يتم تغذية كلتا الخطوتين عن طريق تحلل ATP:

ATP + UMP → ADP + UDP
UDP + ATP → UTP + ADP

يتم بعد ذلك تكوين CTP عن طريق أمينة UTP بواسطة النشاط التحفيزي لـ CTP synthetase . الجلوتامين هو مانح NH 3 ويتم تغذية التفاعل عن طريق تحلل ATP أيضًا:

UTP + Glutamine + ATP + H 2 O → CTP + ADP + P i

يتم اشتقاق أحادي فوسفات السيتيدين (CMP) من ثلاثي فوسفات السيتيدين (CTP) مع فقدان لاحق لفوسفاتين. [8] [9]

تخليق ريبونوكليوتيد البيورين

الذرات المستخدمة في بناء نيوكليوتيدات البيورين تأتي من مجموعة متنوعة من المصادر:

الأصول الحيوية لذرات حلقة البيورين

تنشأ N1 من المجموعة الأمينية لـ Asp، وتنشأ C2 وC8 من الفورمات ، وتساهم مجموعة الأميد في Gln في N3 و N9 ، وتشتق C4 و C5 و N7 من Gly ، وتأتي C6 من HCO3 − ( CO2 )



تركيب IMP. مخطط الألوان هو كما يلي: الإنزيمات ، الإنزيمات المساعدة ، أسماء الركيزة ، الأيونات المعدنية ، الجزيئات غير العضوية

تتم عملية التخليق الجديدة لنيوكليوتيدات البيورين التي يتم من خلالها دمج هذه السلائف في حلقة البيورين من خلال مسار مكون من 10 خطوات إلى الوسيط الفرعي IMP ، وهو نوكليوتيد القاعدة الهيبوكسانثين . يتم بعد ذلك تخليق AMP و GMP من هذا الوسيط عبر مسارات منفصلة مكونة من خطوتين. وبالتالي، يتم تكوين مجموعات البيورين في البداية كجزء من الريبونوكليوتيدات وليس كقواعد حرة .

تشارك ستة إنزيمات في تخليق IMP، ثلاثة منها متعددة الوظائف:

  • GART (التفاعلات 2 و3 و5)
  • PAICS (التفاعلات 6 و 7)
  • ATIC (التفاعلات 9 و 10)

يبدأ المسار بتكوين PRPP . PRPS1 هو الإنزيم الذي ينشط R5P ، والذي يتكون في المقام الأول من خلال مسار فوسفات البنتوز ، إلى PRPP عن طريق تفاعله مع ATP . هذا التفاعل غير عادي حيث يتم نقل مجموعة بيروفوسفوريل مباشرة من ATP إلى C1 من R5P وأن المنتج له تكوين α حول C1. هذا التفاعل مشترك أيضًا مع مسارات تخليق Trp و His ونيوكليوتيدات البيريميدين . نظرًا لكونه على مفترق طرق أيضي رئيسي ويتطلب الكثير من الطاقة، فإن هذا التفاعل منظم للغاية.

في أول تفاعل فريد من نوعه لتخليق نوكليوتيدات البيورين، يحفز PPAT إزاحة مجموعة بيروفوسفات PRPP (PP i ) بواسطة نيتروجين أميد يتم منحه إما من الجلوتامين (N) أو الجلايسين ( N&C) أو الأسبارتات (N) أو حمض الفوليك (C1 ) أو CO2 . هذه هي الخطوة الملتزمة في تخليق البيورين. يحدث التفاعل مع عكس التكوين حول الريبوز C1 ، وبالتالي تكوين β - 5-فسفوريبوزيلامين (5-PRA) وتأسيس الشكل الأنوميري للنوكليوتيد المستقبلي.

بعد ذلك، يتم دمج الجلايسين المدعم بتحلل ATP، وتشكل المجموعة الكربوكسيلية رابطة أمينية مع NH 2 المقدم سابقًا. ثم تتم إضافة وحدة كربون واحدة من حمض الفوليك المساعد N 10 - فورميل-THF إلى المجموعة الأمينية للجلايسين المستبدل، يليه إغلاق حلقة الإيميدازول. بعد ذلك، يتم نقل مجموعة NH 2 ثانية من الجلوتامين إلى الكربون الأول لوحدة الجلايسين. تتم إضافة كربوكسيل للكربون الثاني لوحدة الجلايسين في نفس الوقت. يتم تعديل هذا الكربون الجديد عن طريق إضافة وحدة NH 2 ثالثة ، وهذه المرة يتم نقلها من بقايا الأسبارتات. أخيرًا، تتم إضافة وحدة كربون واحدة ثانية من فورميل-THF إلى مجموعة النيتروجين ويتم إغلاق الحلقة تساهميًا لتكوين سلف البيورين المشترك أحادي فوسفات الإينوزين (IMP).

يتم تحويل أحادي فوسفات الإينوزين إلى أحادي فوسفات الأدينوزين في خطوتين. أولاً، يعمل تحلل GTP على تغذية إضافة الأسبارتات إلى IMP بواسطة أدينيلوسكسينات سينثيز، مما يحل محل الأكسجين الكاربونيل للنيتروجين ويشكل أدينيلوسكسينات الوسيط. ثم يتم انقسام الفومارات لتشكيل أحادي فوسفات الأدينوزين. يتم تحفيز هذه الخطوة بواسطة أدينيلوسكسينات لياز.

يتم تحويل أحادي فوسفات الإينوزين إلى أحادي فوسفات الغوانوزين عن طريق أكسدة IMP لتشكيل زانثيلات، يليه إدراج مجموعة أمينية عند C2 . NAD + هو المستقبل للإلكترون في تفاعل الأكسدة. يتم تغذية نقل المجموعة الأميدية من الجلوتامين عن طريق تحلل ATP.

تحلل البيريميدين والبيورين

في البشر، يمكن أن تتحلل حلقات البيريميدين (C، T، U) تمامًا إلى CO 2 وNH 3 (إفراز اليوريا). ومع ذلك، لا يمكن لحلقات البيورين (G، A) أن تفعل ذلك. بدلاً من ذلك، تتحلل إلى حمض البوليك الخامل أيضيًا والذي يُفرز بعد ذلك من الجسم. يتكون حمض البوليك عندما ينقسم GMP إلى القاعدة جوانين وريبوز. يتم نزع أمين الجوانين إلى زانثين والذي يتأكسد بدوره إلى حمض البوليك. هذا التفاعل الأخير غير قابل للعكس. وبالمثل، يمكن تكوين حمض البوليك عندما يتم نزع أمين AMP إلى IMP حيث تتم إزالة وحدة الريبوز لتكوين هيبوكسانثين. يتم أكسدة هيبوكسانثين إلى زانثين وأخيراً إلى حمض البوليك. بدلاً من إفراز حمض البوليك، يمكن استخدام الجوانين وIMP لأغراض إعادة التدوير وتخليق الأحماض النووية في وجود PRPP والأسبارتات (مانح NH 3 ). [ بحاجة لمصدر ]

التخليق الحيوي للنيوكليوتيدات

تتطلب النظريات حول أصل الحياة معرفة المسارات الكيميائية التي تسمح بتكوين اللبنات الأساسية للحياة في ظل ظروف ما قبل الحياة المعقولة. تنص فرضية عالم الحمض النووي الريبي على أنه في الحساء البدائي كانت هناك ريبونوكليوتيدات عائمة حرة ، وهي الجزيئات الأساسية التي تتحد في سلسلة لتكوين الحمض النووي الريبي . يجب أن تكون الجزيئات المعقدة مثل الحمض النووي الريبي قد نشأت من جزيئات صغيرة كانت تفاعليتها تحكمها عمليات فيزيائية كيميائية. يتكون الحمض النووي الريبي من نيوكليوتيدات البيورين والبيريميدين ، وكلاهما ضروري لنقل المعلومات بشكل موثوق، وبالتالي التطور الدارويني . أظهر بيكر وآخرون كيف يمكن تصنيع نوكليوسيدات البيريميدين من جزيئات صغيرة وريبوز ، مدفوعة فقط بدورات الرطوبة والجفاف. [10] يمكن تصنيع نوكليوسيدات البيورين من خلال مسار مماثل. تتكون أيضًا أحاديات وثنائيات الفوسفات 5' بشكل انتقائي من المعادن المحتوية على الفوسفات، مما يسمح بتكوين بولي ريبونوكليوتيدات متزامنة مع كل من قواعد البيورين والبيريميدين. وبالتالي يمكن إنشاء شبكة تفاعل تجاه كتل بناء الحمض النووي الريبي البيورين والبيريميدين بدءًا من جزيئات جوية أو بركانية بسيطة. [10]

زوج قاعدي غير طبيعي (UBP)

زوج القواعد غير الطبيعي (UBP) هو وحدة فرعية مصممة (أو قاعدة نوكليوتيدات ) من الحمض النووي يتم إنشاؤها في المختبر ولا تحدث في الطبيعة. [11] تشمل الأمثلة d5SICS و dNaM . تتميز هذه النوكليوتيدات الاصطناعية التي تحمل قواعد نوكليوتيدات كارهة للماء بحلقتين عطريتين مندمجتين تشكلان مركبًا أو زوجًا قاعديًا (d5SICS–dNaM) في الحمض النووي. [12] [13] تم تحريض الإشريكية القولونية على تكرار بلازميد يحتوي على UBPs عبر أجيال متعددة. [14] هذا هو أول مثال معروف لكائن حي ينقل شفرة وراثية موسعة إلى الأجيال اللاحقة. [12] [15]

التطبيقات الطبية للنيوكليوتيدات الاصطناعية

تتنوع تطبيقات النوكليوتيدات الاصطناعية على نطاق واسع وتشمل تشخيص الأمراض أو علاجها أو الطب الدقيق.

  1. العوامل المضادة للفيروسات أو المضادة للفيروسات القهقرية: تم استخدام العديد من مشتقات النوكليوتيدات في العلاج ضد عدوى التهاب الكبد وفيروس نقص المناعة البشرية . [ 16 ] [17] تشمل أمثلة مثبطات النسخ العكسي التناظرية المباشرة للنوكليوسيد ( NRTIs ) تينوفوفير ديسوبروكسيل وتينوفوفير ألافيناميد وسوفوسبوفير . من ناحية أخرى ، يجب أن تخضع عوامل مثل ميريسيتابين ولاميفودين وإنتيكافير وتيلبيفودين أولاً للاستقلاب عبر الفسفرة لتصبح نشطة.
  2. الأوليجونوكليوتيدات المضادة للحس (ASO) : تم استخدام الأوليجونوكليوتيدات الاصطناعية في علاج الأمراض الوراثية النادرة لأنها يمكن أن ترتبط بنسخ محددة من الحمض النووي الريبي وفي النهاية تعدل التعبير عن البروتين. ضمور العضلات الشوكي ، والتصلب الجانبي الضموري ، وفرط كوليسترول الدم العائلي المتماثل ، وفرط أكسالات البول الأولي من النوع 1 كلها قابلة للعلاج القائم على الأوليجونوكليوتيدات المضادة للحس. [18] يعد تطبيق الأوليجونوكليوتيدات حدودًا جديدة في الطب الدقيق وإدارة الحالات التي لا يمكن علاجها.
  3. الحمض النووي الريبوزي الدليل الاصطناعي (gRNA) : يمكن استخدام النيوكليوتيدات الاصطناعية لتصميم gRNA وهو أمر ضروري للأداء السليم لتقنيات تحرير الجينات مثل CRISPR-Cas9 .

وحدة الطول

النوكليوتيد (يُختصر بـ "nt") هو وحدة طول شائعة للأحماض النووية أحادية السلسلة، على غرار الطريقة التي يكون بها زوج القواعد وحدة طول للأحماض النووية ثنائية السلسلة. [19]

رموز الاختصارات للقواعد المتدهورة

لقد عين الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية رموز النوكليوتيدات. [20] وبصرف النظر عن القواعد الخمس (A، G، C، T/U)، غالبًا ما تُستخدم القواعد المتحللة بشكل خاص لتصميم بادئات تفاعل البوليميراز المتسلسل . يتم سرد أكواد النوكليوتيدات هذه هنا. قد تتضمن بعض تسلسلات البادئ أيضًا الحرف "I"، الذي يشفر النوكليوتيد غير القياسي إينوزين . يوجد الإينوزين في الحمض النووي الريبي الناقل وسوف يقترن بالأدينين أو السيتوزين أو الثايمين. ومع ذلك، لا تظهر هذه الخاصية في الجدول التالي، لأنها لا تمثل انحلالًا. في حين يمكن للإينوزين أن يؤدي وظيفة مماثلة للانحلال "D"، إلا أنه نوكليوتيد فعلي، وليس تمثيلًا لمزيج من النوكليوتيدات التي تغطي كل اقتران ممكن مطلوب.

الرمز [20] وصف القواعد الممثلة
أ دينين​ أ 1
ج سي يتوسين ج
ج غوانين​ ج
ت ت هايمين ت
و أنت راسيل و
و ضعيف​ أ ت 2
س قوي​ ج ج
م أنا​​ أ ج
ك ك ايتو ج ت
ر البيورين​​ أ ج
ي ب ي ريميدين ج ت
ب ليس أ ( ب تأتي بعد أ) ج ج ت 3
د ليس C ( D يأتي بعد C) أ ج ت
ح ليس G ( H يأتي بعد G) أ ج ت
الخامس ليس T ( يأتي V بعد T و U) أ ج ج
ن أي قاعدة ( وليس فجوة) أ ج ج ت 4

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ ab Zaharevitz DW, Anderson LW, Malinowski NM, Hyman R, Strong JM, Cysyk RL (نوفمبر 1992). "مساهمة التخليق الجديد والإنقاذي في مجموعة نوكليوتيدات اليوراسيل في أنسجة وأورام الفئران في الجسم الحي". المجلة الأوروبية للكيمياء الحيوية . 210 (1): 293-6. doi : 10.1111/j.1432-1033.1992.tb17420.x . PMID  1446677.
  2. ^ ab Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K & Walter P (2002). Molecular Biology of the Cell (4th ed.). Garland Science. ISBN 0-8153-3218-1 . ص 120-121. 
  3. ^ عبد العليم ف.س، طاهر م.س، لطفي س.ن، المصري ك.ف، فاضل ح.ح (2017-12-18). "تأثير النوكليوتيدات الخمس المستخرجة على مركبات الرائحة وقبول النكهة لحساء لحم البقر الحقيقي". المجلة الدولية لخصائص الأغذية . 20 (ملحق 1): S1182–S1194. doi : 10.1080/10942912.2017.1286506 . S2CID  100497537.
  4. ^ Wiley (2005-09-09). موسوعة علوم الحياة (طبعة واحدة). Wiley. doi :10.1002/9780470015902.a0001333.pub3. ISBN 978-0-470-01617-6.
  5. ^ سميث إيه دي، محرر (2000). قاموس أكسفورد للكيمياء الحيوية وعلم الأحياء الجزيئي (الطبعة المنقحة). أكسفورد: مطبعة جامعة أكسفورد. ص 460.
  6. ^ علي إي، ليبيونسكا إيه، أوهارا بي، أميتشي دي، تورنو إم، جاو بي، وآخرون. (يونيو 2022). "يحفز محور mTORC1-SLC4A7 استيراد البيكربونات لتعزيز تخليق النوكليوتيدات الجديدة". الخلية الجزيئية . 82 (1): 3284–3298.e7. doi :10.1016/j.molcel.2022.06.008. PMC 9444906. PMID  35772404 . 
  7. ^ راجع تسمية الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية للكيمياء العضوية للحصول على تفاصيل حول ترقيم بقايا الكربون
  8. ^ Jones ME (1980). "تخليق نوكليوتيدات البيريميدين في الحيوانات: الجينات والإنزيمات وتنظيم تخليق يو إم بي". المراجعة السنوية للكيمياء الحيوية . 49 (1): 253-79. doi :10.1146/annurev.bi.49.070180.001345. PMID  6105839.
  9. ^ McMurry JE, Begley TP (2005). الكيمياء العضوية للمسارات البيولوجية . روبرتس وشركاه. ISBN 978-0-9747077-1-6.
  10. ^ ab Becker S, Feldmann J, Wiedemann S, Okamura H, Schneider C, Iwan K, et al. (أكتوبر 2019). "التوليف الموحد المعقول قبل الحيوي للريبونوكليوتيدات الحمض النووي الريبي للبيريميدين والبورين". Science . 366 (6461): 76–82. Bibcode :2019Sci...366...76B. doi :10.1126/science.aax2747. PMID  31604305. S2CID  203719976.
  11. ^ Malyshev DA, Dhami K, Quach HT, Lavergne T, Ordoukhanian P, Torkamani A, et al. (يوليو 2012). "التكرار الفعّال والمستقل عن التسلسل للحمض النووي الذي يحتوي على زوج قاعدي ثالث يؤسس أبجدية جينية وظيفية مكونة من ستة أحرف". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 109 (30): 12005–10. Bibcode :2012PNAS..10912005M. doi : 10.1073/pnas.1205176109 . PMC 3409741. PMID  22773812 . 
  12. ^ ab Malyshev DA, Dhami K, Lavergne T, Chen T, Dai N, Foster JM, et al. (مايو 2014). "كائن حي شبه اصطناعي بأبجدية جينية موسعة". Nature . 509 (7500): 385–8. Bibcode :2014Natur.509..385M. doi :10.1038/nature13314. PMC 4058825. PMID  24805238 . 
  13. ^ Callaway E (7 مايو 2014). "علماء يبتكرون أول كائن حي باستخدام الحمض النووي "الاصطناعي". Nature News . Huffington Post . تم الاسترجاع في 8 مايو 2014 .
  14. ^ Fikes BJ (8 مايو 2014). "حياة مصممة باستخدام شفرة جينية موسعة". سان دييغو يونيون تريبيون . تم استرجاعه في 8 مايو 2014 .
  15. ^ العينة الأولى (7 مايو 2014). "أول أشكال الحياة التي تنقل الحمض النووي الاصطناعي الذي صممه علماء أمريكيون". الجارديان . تم الاسترجاع في 8 مايو 2014 .
  16. ^ راميش د، فيجاياكومار بي جي، كانان ت (ديسمبر 2020). "الإمكانات العلاجية لليوراسيل ومشتقاته في مكافحة الاضطرابات المرضية والفسيولوجية". المجلة الأوروبية للكيمياء الطبية . 207 : 112801. doi : 10.1016/j.ejmech.2020.112801. PMID  32927231. S2CID  221724578.
  17. ^ راميش د، فيجاياكومار بي جي، كانان ت (مايو 2021). "التقدم المحرز في نظائر النوكليوسيد والنوكليوتيد في معالجة عدوى فيروس نقص المناعة البشرية وفيروس التهاب الكبد". كيم ميد كيم . 16 (9): 1403-1419. doi :10.1002/cmdc.202000849. PMID  33427377. S2CID  231576801. مؤرشف من الأصل في 14 ديسمبر 2021. تم الاسترجاع في 13 مارس 2021 .
  18. ^ Lauffer MC, van Roon-Mom W, Aartsma-Rus A (يناير 2024). "إمكانيات وقيود علاجات الأوليجونوكليوتيدات المضادة للحس لعلاج الاضطرابات أحادية الجين". Communications Medicine . 4 (1): 6. doi :10.1038/s43856-023-00419-1. PMC 10770028. PMID  38182878 . 
  19. ^ "قاموس مصطلحات علم الأحياء: nt". GenScript . تم الاسترجاع في 31 يوليو 2023 .
  20. ^ لجنة التسمية التابعة للاتحاد الدولي للكيمياء الحيوية (NC-IUB) (1984). "تسمية القواعد غير المحددة بشكل كامل في تسلسلات الأحماض النووية" . تم الاسترجاع في 2008-02-04 .

قراءة إضافية

  • سيجل أ، أوبرشال بي بي، سيجل هـ (2017). "الفصل 11. التكوين المعقد للرصاص (II) مع النوكليوتيدات ومكوناتها". في أستريد س، هيلموت س، سيجل ر ك (المحررون). الرصاص: تأثيراته على البيئة والصحة . أيونات المعادن في علوم الحياة. المجلد 17. دي جرويتر. ص 319-402. doi :10.1515/9783110434330-011. ISBN 9783110434330. PMID  28731304.
  • Freisinger E, Sigel RK (يوليو 2007). "من النوكليوتيدات إلى الريبوزيمات - مقارنة بين خصائص ربط أيوناتها المعدنية" (PDF) . مراجعات تنسيق الكيمياء . 251 (13-14): 1834-1851. doi :10.1016/j.ccr.2007.03.008.
  • لجنة IUPAC-IUB للتسمية الكيميائية الحيوية (CBN) (14 فبراير 1971). "الاختصارات والرموز للأحماض النووية والبولينيوكليوتيدات ومكوناتها". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 55 (3): 299-310. doi :10.1016/0022-2836(71)90319-6. PMID  5551389.
  • Favre HA, Powell WH, eds. (2014). "الفصل P-10 الهياكل الأصلية للمنتجات الطبيعية والمركبات ذات الصلة" (PDF) . تسمية الكيمياء العضوية: توصيات الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية والأسماء المفضلة 2013. كامبريدج: الجمعية الملكية للكيمياء. ISBN 978-0-85404-182-4.
  • Bender H, ed. (2003). "Nucleotide Structure". Clackamas Community College . مؤرشف من الأصل في 2006-09-01 . تم الاسترجاع في 2020-04-21 .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Nucleotide&oldid=1243830007"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate