Nukleozid

Nukleozidy sú organické molekuly, ktoré pozostávajú z nukleovej bázy a sacharidu. Nukleová báza je so sacharidom spojená glykozidovou väzbou, sú to teda glykozylamíny. Na rozdiel od nukleotidov neobsahujú zvyšok kyseliny trihydrogenfosforečnej (H3PO4), teda nemajú fosfátovú skupinu. V prípade sacharidu ide obvykle o D-ribózy alebo 2-deoxy-D-ribózy. V prvom prípade potom nazývame molekulu ribonukleozidom, v druhom prípade deoxyribonukleozidom (prípadne skrátene deoxynukleozid). Nukleotidy sú stavebnými kameňmi nukleových kyselín (DNA alebo RNA).

 Zoznam nukleozidov a príslušných báz 
 Nukleová báza Nukleozid Deoxynukleozid 85pxAdenín(A alebo Ade) 95pxAdenozín(A alebo Ado)  95pxDeoxyadenozín(dA alebo dAdo)  123pxGuanín(G alebo Gua) 123pxGuanozín(G alebo Guo) 123pxDeoxyguanozín(dG alebo dGuo)  95pxTymín(5-metyluracil)(T alebo Thy) 87px5-Metyluridín(ribotymidín)(m5U) 87pxTymidín(Deoxytymidín)(dT alebo dThd,prípadneT alebo Thd) 75pxUracil(U alebo Ura) 87pxUridín(U alebo Urd) 87pxDeoxyuridín(dU alebo dUrd)  75pxCytozín(C alebo Cyt) 87pxCytidín(C alebo Cyd) 87pxDeoxycytidín(dC alebo dCyd)
Pre báze a nukleozidy sa používajú dve rôzne skupiny skratiek, kratšie (jedno/dvojpísmenové) a dlhšie (troj/štvorpísmenové). Kratšie skratky sú vhodnejšie pre použitie, kde zámena nukleozidov a báz nie je problémom (pretože je z kontextu jasné, o ktoré sa jedná) a dlhšie sú vhodné pre prípady, kedy to z kontextu jasné nie je alebo je to vhodnejšie. Pri popisovaní dlhých sekvencií báz v genóme postačí CATG oproti Cyt-Ade-Thy-Gua, ale ak by mohlo dôjsť k zmätku, môžu sa použiť dlhšie skratky.

Zdroje
Nukleozidy je možné syntetizovať z nukleotidov de novo, hlavne v pečeni, ale dajú sa hojne získať z potravy a následným rozkladom nukleových kyselín, kde nukleotidázy rozkladajú nukleotidy (napr. tymidínmonofosfát) na nukleozidy (napr. tymidín) a fosfát. Nukleozidy sú potom rozkladané nukleozidázami v luméne tráviaceho traktu na bázy a ribózu alebo deoxyribózu. V bunkách môžu byť nukleotidy rozkladané na dusíkaté bázy a ribóza-1-fosfát alebo deoxyribóza-1-fosfát.

 Použitie v medicíne a technológia 
V lekárstve sa niekoľko analógov nukleozidov používa ako antivirotiká alebo lieky proti rakovine. Virálna polymeráza zabudováva tieto zlúčeniny s nekanonickými bázami. Tieto zlúčeniny sa v bunke aktivujú zmenou na nukleotidy. Podávajú sa ako nukleotidy, pretože nabité nukleotidy nemôžu prejsť cez bunkovú membránu.

V molekulárnej biológii existuje niekoľko analógou cukrovej kostry nukleových kyselín. RNA má nízky stabilitu a je náchylná na hydrolýzu, takže sa využívajú stabilnejšie analógy nukleozidov/nukleotidov, ktoré sa správne párujú s RNA. To je možné vďaka použitiu iného cukru v kostre. Medzi tieto analógy patrí uzamknutá nukleová kyselina (LNA), morfolínová a peptidová nukleová kyselina (PNA).

Pri sekvenovaní sa používajú dideoxynukleotidy (takzvaná Sangerova metóda sekvenovania DNA). Tieto nukleotidy obsahujú ako cukor dideoxyribózu, ktorej chýba 3' hydroxylová skupina (na ktorú sa viaže fosfát). Kvôli tomu sa nemôže viazať s ďalšou bázou (nukleozidom), čím sa ukončí reťazec, keďže DNA polymeráza nie je schopná rozlíšiť dideoxynukleotidy od normálnych deoxynukleotidov.

 Prebiotická syntéza ribonukleotidov 
Pre pochopenie vzniku života je nutné poznanie chemických dráh, ktoré umožnili vznik kľúčových stavebných kameňov života pri možných prebiotických podmienkach. Podľa hypotézy RNA sveta boli prítomné voľne plávajúce ribonukleozidy a ribonukleotidy v prebiotickej polievke. Tak komplexné molekuly, ako je RNA, museli vzniknúť z menších molekúl, ktorých reaktivita je daná fyzikálne-chemickými procesmi. RNA sa skladá z purínových a pyrimidínových nukleotidov, ktoré sú oboje nutné pre spoľahlivý prenos informácii a teda prirodzený výber a evolúciu. Nam a kolektívNam I, Nam HG, Zare RN. Abiotic synthesis of purine and pyrimidine ribonucleosides in aqueous microdroplets. Proc Natl Acad Sci U S A. 2018 Jan 2;115(1):36-40. doi: 10.1073/pnas.1718559115. Epub 2017 Dec 18. PMID: 29255025; PMCID: PMC5776833 ukázali priamu kondenzáciu nukleobáz s ribózou za vzniku ribonukleozidov vo vodných mikrokvapkách, kľúčový krok pre tvorbu RNA. Becker a kolektív ukázali možný prebiotický proces syntézy pyrimidínových a purínových ribonukleozidov a ribonukleotidov s použitím vlkhých a suchých cyklov.Becker S, Feldmann J, Wiedemann S, Okamura H, Schneider C, Iwan K, Crisp A, Rossa M, Amatov T, Carell T. Unified prebiotically plausible synthesis of pyrimidine and purine RNA ribonucleotides. Science. 2019 Oct 4;366(6461):76-82. doi: 10.1126/science.aax2747. PMID: 31604305.

Referencie

Pozri aj
 Arabinozylový nukleotid
 Syntéza nukleozidov

Zdroj

Kategória:Nukleozidy
Kategória:DNA
Kategória:Pyrimidíny
Kategória:Puríny