נוקלאוזיד
נוקלאוזידים (באנגלית: Nucleosides) הם גליקוזילאמינים, שהם גם נוקלאוטידים ללא קבוצת פוספט. נוקלאוזיד הוא נוקלאובסיס (בסיס חנקני) וסוכר בעל חמישה פחמנים (ריבוז או 2'-דאוקסיריבוז), בעוד שנוקלאוטיד מורכב מ-(1) נוקלאובסיס, (2) סוכר בעל חמישה פחמנים ו-(3) קבוצת פוספט אחת או יותר. נוקלאוטידים הם אבני הבניין המולקולריות של DNA ו-RNA.
בנוקלאוזיד, הפחמן האנומרי מקושר באמצעות קשר גליקוזידי ל-N9 (החנקן שנמצא בקצה הטבעת הגדולה ומאפשר חיבור יציב לסוכר) של פורין או ל-N1 (החנקן שנמצא בעמדה ליצירת קשר גליקוזידי עם הסוכר) של פירימידין.
יש שני סוגים של נוקלאוזידים: דאוקסי-אדנוזין מורכב מהבסיס החנקני אדנין ומסוכר דאוקסיריבוז. אדנוזין מורכב מאותו בסיס (אדנין) ומסוכר ריבוז. בדאוקסיריבוז חסר אטום חמצן בעמדה 2'.
רשימת נוקלאוזידים ונוקלאובסיסים תואמים
[עריכת קוד מקור | עריכה]רשימה זו אינה כוללת נוקלאובסיסים (בסיסים חנקניים, או בפשטות,בסיסים) שעברו שינוי ואת הנוקלאוזידים התואמים.
לכל כימיקל יש סמל קצר, והוא שימושי כאשר משפחת הכימיקלים ברורה מההקשר, ויש סמל ארוך יותר, אם נדרשת הבהרה. לדוגמה, רצפי נוקלאובסיסים ארוכים בגנומים מתוארים בדרך כלל על ידי סמלי CATG, ולא Cyt-Ade-Thy-Gua. יש סימון אוניברסלי של רצף וריצוף חומצות גרעין (Nucleic acid sequence).
| בסיס חנקני | ריבונוקלאוזיד | דאוקסיריבונוקלאוזיד |
|---|---|---|
 אדנין סמל A או Ade |
 אדנוזין סמל A או Ado |
דאוקסיאדנוזין סמל dA או dAdo |
 גואנין סמל G או גואה |
 גואנוזין סמל G או גואו |
 דאוקסיגוואנוזין סמל dG או dGuo |
 תימין (5-מתילוראציל) סמל T או Thy |
 5-מתילורידין (ריבוטימידין) סמל m⁵U |
 תימידין (דאוקסיתימידין) סמל dT או dThd (תאריך: ט' או ט') |
 אורציל סמל U או Ura |
 אורידין סמל U או Urd |
 דאוקסירידין סמל dU או dUrd |
 ציטוזין סמל C או Cyt |
 ציטידין סמל C או Cyd |
 דאוקסיציטידין סמל dC או dCyd |
מקורות
[עריכת קוד מקור | עריכה]נוקלאוזידים יכולים להיווצר מנוקלאוטידים דה נובו (ממולקולות פשוטות), במיוחד בכבד, אך הם מסופקים בשפע רב יותר באמצעות בליעה ועיכול של חומצות גרעין בתזונה. נוקלאוטידאזות הן אנזימים שמפרקים נוקלאוטידים (כגון תימידין מונופוספט) לנוקלאוזידים (כגון תימידין) ופוספט. הנוקלאוזידים מתפרקים לאחר מכן בנהור של מערכת העיכול על ידי נוקלאוזידזים לנוקלאובסיסים ולריבוז או דאוקסיריבוז. בנוסף, נוקלאוטידים יכולים להתפרק בתוך התא לבסיסים חנקניים, ולריבוז-1-פוספט או דאוקסיריבוז-1-פוספט.
שימוש ברפואה ובטכנולוגיה
[עריכת קוד מקור | עריכה]ברפואה מספר אנלוגים נוקלאוזידים משמשים כתרופות אנטי-ויראליות או נוגדות סרטן.[1][2][3][4] הפולימראז הוויראלי משלב תרכובות אלו עם בסיסים לא קנוניים (בסיסים חנקניים שאינם חלק מארבעת הבסיסים הקנוניים ב-DNA או RNA, למשל בסיסים שעברו שינוי כימי, למשל מתילציה, אצטילציה, או חמצון, בסיסים מלאכותיים שנוצרו במעבדה לצורך מחקר או הנדסה גנטית, ובסיסים טבעיים נדירים, למשל אינוזין (I) ב-RNA, שמופיע לעיתים בתרגום גנטי). תרכובות אלו מופעלות בתאים על ידי הפיכתן לנוקלאוטידים. הן ניתנות כנוקלאוזידים מכיוון שנוקלאוטידים טעונים אינם יכולים לחצות בקלות את קרומי התא.
בביולוגיה מולקולרית, קיימים מספר אנלוגים של השלד, או עמוד השדרה, הסוכרי. בשל היציבות הנמוכה של RNA, הנוטה להידרוליזה, נעשה שימוש במספר אנלוגים חלופיים יציבים יותר של נוקלאוזידים/נוקלאוטידים שנקשרים כראוי ל-RNA, באמצעות סוכר בעל עמוד שדרה שונה. אנלוגים אלה כוללים חומצות גרעין נעולות (LNA), מורפולינו וחומצות גרעין פפטידיות (PNA).
בריצוף נעשה שימוש בדידאוקסינוקלאוטידים. נוקלאוטידים אלה מכילים את הסוכר הלא קנוני דידאוקסיריבוזה, שחסרה לו קבוצת הידרוקסיל 3' (אשר מקבלת את הפוספט). פולימראזות DNA אינן יכולות להבחין בינם לבין דאוקסיריבונוקלאוטידים רגילים, אך כאשר הן משולבות, דידאוקסינוקלאוטיד אינו יכול להיקשר לבסיס הבא והשרשרת מסתיימת.
סינתזה פרה-ביוטית של ריבונוקלאוזידים
[עריכת קוד מקור | עריכה]כדי להבין כיצד נוצרו חיים, נדרש ידע על המסלולים הכימיים המאפשרים היווצרות אבני הבניין המרכזיות של החיים בתנאים פרה-ביוטיים אפשריים. על פי השערת עולם ה-RNA, ריבונוקלאוזידים וריבונוקלאוטידים צפים חופשיים היו נוכחים במרק הפרימיטיבי. מולקולות מורכבות ובהן RNA בוודאי נוצרו ממולקולות קטנות שתגובתן נשלטה על ידי תהליכים פיזיקו-כימיים. RNA מורכב מנוקלאוטידים של פורין ופירימידין. שניהם נחוצים להעברת מידע אמינה, וכך לברירה טבעית דרוויניסטית ולאבולוציה.
נאם ועמיתיו[5] הדגימו את העיבוי הישיר של נוקלאובסיסים עם ריבוז ליצירת ריבונוקלאוזידים במיקרו-טיפות מימיות, שלב מפתח המוביל להיווצרות RNA. כמו כן, תהליך פרה-ביוטי אפשרי לסינתזה של ריבונוקלאוזידים וריבונוקלאוטידים של פירימידין ופורין באמצעות מחזורי רטוב-יבש הוצג על ידי בקר ועמיתיו[6]
קישורים חיצוניים
[עריכת קוד מקור | עריכה]
הערות שוליים
[עריכת קוד מקור | עריכה]- ^ Ramesh, Deepthi; Vijayakumar, Balaji Gowrivel; Kannan, Tharanikkarasu (בדצמבר 2020). "Therapeutic potential of uracil and its derivatives in countering pathogenic and physiological disorders". European Journal of Medicinal Chemistry. 207: 112801. doi:10.1016/j.ejmech.2020.112801. PMID 32927231.
{{cite journal}}: (עזרה) - ^ Galmarini, Carlos M.; MacKey, John R.; Dumontet, Charles (2002). "Nucleoside analogues and nucleobases in cancer treatment". The Lancet Oncology. 3 (7): 415–424. doi:10.1016/S1470-2045(02)00788-X. PMID 12142171.
- ^ Jordheim, Lars Petter; Durantel, David; Zoulim, Fabien; Dumontet, Charles (2013). "Advances in the development of nucleoside and nucleotide analogues for cancer and viral diseases". Nature Reviews Drug Discovery. 12 (6): 447–464. doi:10.1038/nrd4010. PMID 23722347.
- ^ Ramesh, Deepthi; Vijayakumar, Balaji Gowrivel; Kannan, Tharanikkarasu (12 בפברואר 2021). "Advances in Nucleoside and Nucleotide Analogues in Tackling Human Immunodeficiency Virus and Hepatitis Virus Infections". ChemMedChem. 16 (9): 1403–1419. doi:10.1002/cmdc.202000849. PMID 33427377. אורכב מ-המקור ב-14 בדצמבר 2021. .
{{cite journal}}: (עזרה) - ^ Nam, Inho; Nam, Hong Gil; Zare, Richard N. (2018-01-02). "Abiotic synthesis of purine and pyrimidine ribonucleosides in aqueous microdroplets". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 115 (1): 36–40. Bibcode:2018PNAS..115...36N. doi:10.1073/pnas.1718559115. PMC 5776833. PMID 29255025.
- ^ Becker, Sidney; Feldmann, Jonas; Wiedemann, Stefan; Okamura, Hidenori; Schneider, Christina; Iwan, Katharina; Crisp, Antony; Rossa, Martin; Amatov, Tynchtyk; Carell, Thomas (2019-10-04). "Unified prebiotically plausible synthesis of pyrimidine and purine RNA ribonucleotides" (PDF). Science. 366 (6461): 76–82. Bibcode:2019Sci...366...76B. doi:10.1126/science.aax2747. PMID 31604305. ארכיון (PDF) מ-2022-10-09.
