Nucleotidi

Come nucleotide è un elemento costitutivo di base dell'acido ribonucleico (RNA) o dell'acido desossiribonucleico (DNA), che ha una componente di base, zucchero o fosfato. I nucleotidi hanno funzioni vitali nelle cellule e sono coinvolti, ad esempio, nella trasmissione del segnale ormonale o nella produzione di energia.

Cosa sono i nucleotidi

I nucleotidi sono gli elementi costitutivi di base di RNA e DNA. Sono costituiti da una molecola di zucchero, una base specifica e un gruppo fosfato.

I nucleotidi sono utilizzati nel codice genetico e molti tipi, come GTP, cAMP o ATP, svolgono anche funzioni cellulari vitali. Le molecole giganti RNA e DNA sono costituite da un totale di cinque diversi tipi di nucleotidi.

Funzione, effetto e compiti

I nucleotidi sono molto importanti per la formazione di nuove cellule e per il metabolismo energetico e funzionano anche come sostanze messaggere. Un corpo non potrebbe funzionare senza nucleotidi.

Con l'aiuto dei nucleotidi, l'organismo può ripristinare la sua funzione dopo una malattia o un infortunio. Ciò richiede molti materiali da costruzione e molta energia, che però non sono disponibili in quantità sufficienti in caso di mancanza di nucleotidi. In generale, i nucleotidi svolgono i seguenti compiti nel corpo:

• Portatore di energia: per questo sono necessari i legami di anidride, che sono molto ricchi di energia
• Precursori di prodotti di sintesi come RNA e DNA
• Parti di coenzimi: sono importanti per il processo di varie reazioni chimiche
• Funzione di modulazione allosterica: i nucleotidi hanno il compito di regolare l'attività di enzimi chiave

Istruzione, occorrenza, proprietà e valori ottimali

Un nucleotide è costituito dai seguenti componenti:

• un monosaccaride, che è composto da 5 atomi di carbonio ed è anche noto come pentoso
• anche un residuo di acido fosforico
• da una delle cinque basi azotate (uracile, timina, citosina, guanina, adenina)

Lo zucchero è legato alla base e al fosforo. Se il fosfato è legato a un nucleoside, si forma il nucleotide più semplice, il cosiddetto mononucleotide. Il fosfato forma un legame estere con l'atomo di 5 atomi di carbonio del nucleoside scindendo l'acqua. Pertanto, i nucleotidi sono molto spesso chiamati "esteri fosfatici dei nucleosidi".

Se vengono depositati ulteriori residui di fosfato, si formano nucleosidi di o nucleosidi trifosfati. I legami di anidride fosforica, che hanno una grande quantità di energia, si formano tra i fosfati. Nel DNA vengono utilizzate solo timina, citosina, guanina o adenina, mentre l'uracile è presente nell'RNA al posto della timina. Ci sono anche un certo numero di altre basi note come basi rare perché si trovano solo in quantità molto piccole negli acidi nucleici. Questi includono, ad esempio, basi puriniche idrossilate o metilate e pirimidiniche come pseudouridina, diidrouracile o 5-metilcitosina.

Tre nucleotidi collegati tra loro formano l'unità più piccola necessaria per codificare l'informazione genetica nell'RNA o nel DNA. Questa unità di informazione è chiamata codone. Esistono fondamentalmente due tipi di nucleotidi: nucleotidi pirimidinici e nucleotidi purinici. I nucleotidi purinici hanno un sistema ad anello eterociclico costituito da due anelli, i nucleotidi pirimidinici hanno solo un anello.

I nucleotidi sono un componente naturale del cibo animale e vegetale e possono essere trovati in tutte le cellule. Gli acidi nucleici polimerici che vengono ingeriti con il cibo vengono scomposti dall'organismo in nucleotidi o nucleosidi, che vengono poi assorbiti nell'intestino tenue. Tuttavia, gli acidi nucleici si trovano in quantità diverse nel cibo. Le frattaglie hanno una proporzione molto elevata, ma molti acidi nucleici contengono anche carne e pesce.

Malattie e disturbi

Le persone sane sono in grado di assumere quantità sufficienti di composti nucleotidici dal cibo, di riciclarli dalle cellule o di sintetizzarli in modo endogeno. Tuttavia, se l'apporto endogeno è insufficiente, è estremamente importante ottenere nucleotidi con il cibo.

Soprattutto, i tessuti che hanno un elevato fabbisogno energetico necessitano di nucleotidi in quantità sufficienti. Questi includono, ad esempio, l'intestino, il fegato, il sistema immunitario, i muscoli e il sistema nervoso. Le malattie croniche sono particolarmente comuni in questi tessuti. Altri tipi di tessuto come il cervello, i linfociti, gli eritrociti oi leucociti non possono sintetizzare i nucleotidi e dipendono anche dall'approvvigionamento alimentare. I nucleotidi alimentari sono raccomandati per determinati stati di malattia o ridotto assorbimento di nucleotidi al fine di ottimizzare la funzione dei tessuti.

I nucleotidi ingeriti con il cibo stimolano la crescita dei bifidobatteri. Inoltre, si possono anche ridurre le lesioni nel tratto gastrointestinale e aumentare la lunghezza o la crescita dei villi intestinali. Soprattutto con i bambini che crescono molto rapidamente, con grandi ferite o infezioni, sorge la domanda se l'auto-sintesi sia sufficiente per essere in grado di coprire un aumentato fabbisogno di nucleotidi. Il latte materno contiene una percentuale relativamente elevata di nucleotidi, quindi anche i bambini che vengono nutriti con latte materno dovrebbero avere un'assunzione corrispondente.

Se la sequenza nucleotidica dei geni cambia, si parla di una mutazione. Ad esempio, una coppia di nucleotidi nel DNA può essere sostituita da un altro. In questo caso si parla di una mutazione puntiforme o di una "mutazione silenziosa". Se una o più coppie di nucleotidi vengono perse o se vengono inserite coppie, all'interno di un gene si verifica una delezione o un inserimento.

In molti casi, la proteina che si forma ha quindi una struttura completamente diversa e non è in grado di svolgere i suoi compiti. Le mutazioni possono essere causate da sostanze mutagene o radiazioni oppure possono verificarsi spontaneamente. Questo può cambiare le basi individuali e danneggiare il DNA.