De nucleosiden Het is een grote groep biologische moleculen die bestaat uit een stikstofbase en een suiker met vijf koolstofatomen, covalent met elkaar verbonden. Qua structuren zijn ze erg divers.
Ze zijn de voorlopers voor de synthese van nucleïnezuren (DNA en RNA), een fundamentele gebeurtenis voor de controle van het metabolisme en de groei van alle levende wezens. Ze nemen ook deel aan verschillende biologische processen en moduleren onder meer bepaalde activiteiten van het zenuwstelsel, het spierstelsel en het cardiovasculaire systeem..
Tegenwoordig worden gemodificeerde nucleosiden gebruikt als antivirale en antikankertherapie dankzij hun eigenschap om DNA-replicatie te blokkeren.
Het is belangrijk om de term niet te verwarren nucleoside met nucleotide. Hoewel beide elementen structureel vergelijkbaar zijn doordat ze zijn opgebouwd uit de monomeren van nucleïnezuren, hebben de nucleotiden een of meer extra fosfaatgroepen. Dat wil zeggen, een nucleotide is een nucleoside met een fosfaatgroep.
Artikel index
Nucleosiden zijn moleculen die zijn opgebouwd uit de bouwstenen van nucleïnezuren. Ze hebben een laag molecuulgewicht, variërend van 227,22 tot 383,31 g / mol.
Dankzij de stikstofhoudende base reageren deze structuren als basen met pKa-waarden tussen 3,3 en 9,8.
De nucleosidestructuur omvat een stikstofbase die door een covalente binding is verbonden met een suiker met vijf koolstofatomen. We zullen deze componenten hieronder grondig onderzoeken..
De eerste component - de stikstofbase, ook wel genoemd nucleobase - is een plat molecuul met een aromatisch karakter dat stikstof bevat in zijn structuur, en kan een purine of een pyrimidine zijn.
De eerste zijn opgebouwd uit twee gefuseerde ringen: een van zes atomen en de andere van vijf. Pyrimidines zijn kleiner en bestaan uit een enkele ring.
De tweede structurele component is een pentose, die een ribose of een deoxyribose kan zijn. Ribose is een "normale" suiker waarbij elk koolstofatoom is gebonden aan een van de zuurstofatomen. In het geval van deoxyribose is de suiker gemodificeerd, omdat het een zuurstofatoom op koolstof 2 'mist.
In alle nucleosiden (en ook in nucleotiden) die we van nature aantreffen, is de binding tussen beide moleculen van het β-N-glycosidische type en bestand tegen alkalische splitsing..
De 1 'koolstof van de suiker is gebonden aan stikstof 1 van pyrimidine en stikstof 9 van purine. Zoals we kunnen zien, zijn dit dezelfde componenten die we vinden in de monomeren waaruit nucleïnezuren bestaan: nucleotiden.
Tot nu toe hebben we de algemene structuur van nucleosiden beschreven. Er zijn er echter enkele met bepaalde chemische modificaties, waarvan de meest voorkomende de vereniging van een methylgroep met de stikstofbase is. Methyleringen kunnen ook voorkomen in het koolhydraatgedeelte.
Andere minder frequente modificaties omvatten isomerisatie, bijvoorbeeld van uridine naar pseudouridine; verlies van waterstofatomen; acetylering; formylering; en hydroxylering.
Afhankelijk van de structurele componenten van het nucleoside is een indeling in ribonucleosiden en deoxynucleosiden vastgesteld. In de eerste categorie vinden we de nucleosiden waarvan purine of pyrimidine is gekoppeld aan een ribose. Bovendien zijn de stikstofhoudende basen die ze vormen adenine, guanine, cytosine en uracil.
In deoxynucleosiden is de stikstofbase verankerd in deoxyribose. De basen die we vinden zijn dezelfde als in ribonucleotiden, behalve dat de pyrimidine uracil is vervangen door een thymine.
Op deze manier worden ribonucleosiden genoemd afhankelijk van de stikstofbase die het molecuul bevat, waardoor de volgende nomenclatuur wordt vastgesteld: adenosine, cytidine, uridine en guanosine. Om een deoxynucleoside te identificeren, wordt het voorvoegsel deoxy- toegevoegd, namelijk: deoxyadenosine, deoxycytidine, deoxyuridine en deoxyguanosine.
Zoals we eerder vermeldden, is het fundamentele verschil tussen een nucleotide en een nucleoside dat de eerste een fosfaatgroep heeft die is gebonden aan het 3'-koolstofatoom (3'-nucleotide) of aan het 5'-koolstofatoom (5'-nucleotide). Dus, in termen van nomenclatuur, kunnen we vinden dat een synoniem van het eerste geval een nucleoside-5'-fosfaat is.
Nucleoside-trifosfaat (dat wil zeggen, met drie fosfaten in hun structuur) zijn de grondstof voor de constructie van nucleïnezuren: DNA en RNA.
Dankzij de hoogenergetische bindingen die de fosfaatgroepen bij elkaar houden, zijn het structuren die gemakkelijk energie opslaan die voldoende beschikbaar is voor de cel. Het bekendste voorbeeld is ATP (adenosinetrifosfaat), beter bekend als de 'energiemunt van de cel'.
De nucleosiden zelf (zonder fosfaatgroepen in hun structuur) hebben geen significante biologische activiteit. Bij zoogdieren vinden we echter een opvallende uitzondering: het adenosinemolecuul.
In deze organismen neemt adenosine de rol van autocoid op zich, wat betekent dat het functioneert als een lokaal hormoon en ook als een neuromodulator..
De circulatie van adenosine in de bloedbaan moduleert verschillende functies zoals vasodilatatie, hartslag, contracties in de gladde spieren, het vrijkomen van neurotransmitters, de afbraak van lipiden, onder andere..
Adenosine staat bekend om zijn rol bij het reguleren van slaap. Wanneer de concentratie van dit nucleoside toeneemt, veroorzaakt dit vermoeidheid en slaap. Dat is de reden waarom de consumptie van cafeïne (een molecuul vergelijkbaar met adenosine) ons wakker houdt, omdat het de interacties van adenosine en zijn respectievelijke receptoren in de hersenen blokkeert..
Nucleosiden kunnen in voedsel worden geconsumeerd en er is aangetoond dat ze verschillende fysiologische processen moduleren, wat onder andere ten goede komt aan bepaalde aspecten van het immuunsysteem, de ontwikkeling en groei van het maagdarmkanaal, het vetmetabolisme en de leverfuncties..
Ze zijn overvloedig aanwezig in moedermelk, thee, bier, vlees en vis, naast andere voedingsmiddelen.
Exogene nucleoside (en nucleotide) suppletie is belangrijk bij patiënten die niet in staat zijn om deze verbindingen te synthetiseren de novo.
Wat betreft absorptie: bijna 90% van de nucleotiden wordt in de vorm van nucleosiden opgenomen en opnieuw gefosforyleerd in de cellen van de darm.
Bepaalde nucleoside- of gemodificeerde nucleotide-analogen hebben antikanker- en antivirale activiteit aangetoond, waardoor de behandeling mogelijk is van aandoeningen van significant medisch belang zoals HIV / AIDS, herpesvirus, hepatitis B-virus en leukemie, onder andere..
Deze moleculen worden gebruikt voor de behandeling van deze pathologieën, omdat ze de DNA-synthese kunnen remmen. Deze worden actief naar de cel getransporteerd en voorkomen, aangezien ze chemische modificaties vertonen, toekomstige replicatie van het virusgenoom..
De analogen die als behandeling worden gebruikt, worden door verschillende chemische reacties gesynthetiseerd. Wijzigingen kunnen voorkomen in het ribose-gedeelte of in de stikstofhoudende basis.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.