Wat zijn nucleotiden?
Nucleotiden zijn moleculen die een essentieel onderdeel vormen van RNA en DNA, waardoor ze belangrijk zijn voor elk levend organisme op aarde. Deze speciale moleculen zijn ook betrokken bij enzymreacties in het lichaam, productie van chemische energie en celsignalering. Een aantal onderzoekers werkt met nucleotiden, identificeert verschillende typen en hun functies en bestudeert hun chemische structuur.
Drie afzonderlijke moleculen komen samen om een nucleotide te maken. De eerste is een base die een purine of een pyrimidine-verbinding kan zijn. De base hecht zich aan een pentosesuiker, een suiker met vijf koolstofatomen, om een nucleoside te maken. Het nucleoside verbindt zich op zijn beurt met een fosfaatgroep, waardoor een nucleotide ontstaat. In het geval van RNA is de suiker een ribosesuiker, waardoor een ribonucleotide ontstaat, en in DNA is de suiker een deoxyribosesuiker, waardoor een deoxyribonucleotide ontstaat.
Wanneer nucleotiden aan elkaar koppelen, vormen ze nucleïnezuur, een polymeer. In DNA en RNA creëren chemische bindingen lange ketens van nucleïnezuren die zijn verbonden in een beroemde ladderachtige vorm. De chemische structuur van elke nucleotide bepaalt aan welke nucleotide het kan binden over de ladder, een belangrijke eigenschap die bepaalt hoe DNA en RNA kunnen worden geassembleerd. Elke set nucleotiden waaruit een sport in de ladder bestaat, staat bekend als een basenpaar, en een individueel organisme kan miljarden basenparen in zijn genetische code hebben.
Nucleotiden, samen met aminozuren, worden soms de bouwstenen van het leven genoemd, omdat ze de basis vormen van de genetische code. In de vorm van DNA zijn nucleïnezuren in staat een proces te ondergaan dat bekend staat als transcriptie om een RNA-kopie te maken, en de RNA-kopie stuurt de productie van verschillende eiwitten door het lichaam. Deze eiwitten zijn betrokken bij dagelijkse biochemische processen, en ook in de onderliggende structuur van een organisme, met genen die eiwitten produceren die activeren zodra een ei bevrucht wordt en cellen beginnen te delen.
Onderzoek naar nucleotiden houdt zich bezig met het identificeren van de verschillende nucleotiden die in het lichaam aanwezig zijn en wat ze doen, en met het kijken naar variaties in nucleotiden die kunnen worden gekoppeld aan pathologieën en verschillende natuurlijke fenomenen. Fouten in de productie van nucleotiden kunnen bijvoorbeeld leiden tot genetische mutaties, veroorzaakt door interferentie bij het kopiëren van DNA, wat leidt tot schade aan verschillende gebieden van de genetische code. Veel onderzoekers gebruiken geavanceerde computermodelleringssystemen om modellen te maken van de nucleotiden waarmee ze werken.