Vad är DNA-nukleotider?

Nukleotider är de grundläggande byggstenarna i nukleinsyror, inklusive DNA och RNA. Genom att ansluta miljoner enskilda nukleotider tillsammans, kan dina celler bilda långa polynukleotidkedjor. DNA är dubbelsträngat, medan RNA består av en enda sträng och består av en mycket kortare kedja av nukleotider. 

DNA-nukleotider

Förutom att bilda DNA- och RNA-strängar, kan nukleotider spela en annan viktig roll, rollen som en energilagringsmolekyl. Den vanligaste typen av energilagringsnukleotid kallas adenosintrifosfat, eller ATP.

I nukleotider som ATP lagras energin i fosfoanhydridbindningarna mellan de tre fosfatgrupperna. Dessa bindningar kräver energi för att bildas, så cellerna i din kropp kan använda de här bindningarna som ett batteri för att lagra extra energi. När cellen vill få tillgång till den lagrade energin, tar den bort en fosfatgrupp genom att bryta upp fosfoanhydridbindningarna för att frigöra energin genom en process som kallas hydrolys.

Hur ser nukleotidernas struktur ut?

Nukleotider består av tre subenheter. Den första subenheten är en bas som innehåller grundämnet kväve. Dessa kvävehaltiga baser finns i två varianter: pyrimidinderivat, vilka inkluderar tymin och cytosin, och purinderivat, vilka inkluderar guanin och adenin. Vätebindningarna mellan de här baserna är vad som möjliggör att de två DNA-strängarna kan binda samman till varandra och bilda en dubbelhelix. Det finns också en femte typ av bas som kallas uracil, som är ett pyrimidinderivat som bara finns i RNA.

Den andra subenheten i en nukleotid är en sockermolekyl som innehåller en ring med fem kolatomer. För DNA-nukleotider, kallas typen av sockermolekyl deoxiribos, vilket är vad ”D” i DNA:t representerar. RNA-nukleotider innehåller ett annat socker som kallas ribos, vilket är anledningen till att molekylen kallas ribonukleinsyra.

Kombinerar man en kvävehaltig bas med en sockermolekyl med fem kolatomer, får man en nukleosid (med ett ”s”). För att kunna bilda en nukleotid (med ett ”t”), behöver man en tredje subenhet: en fosfatgrupp. En fosfatgrupp består av en fosforatom bunden till fyra syreatomer. När nukleotider inte är fästa vid DNA, kan de innehålla upp till tre fosfatgrupper. Antalet fosfater som förekommer i en DNA-nukleotid är emellertid lägre: när den utgör en del av en DNA-sträng, innehåller en nukleotid endast en fosfatgrupp.

Hur paras nukleotiderna ihop i DNA?

Nukleotiderna paras ihop på ett mycket specifikt sätt, beroende på typen av kvävehaltig bas de innehåller. Varje DNA-nukleotidpar kommer att bestå av en pyrimidin och en purin. På grund av de olika basernas kemiska strukturer binds adenin (A) alltid med tymin (T) och guanin (G) binds med cytosin (C). Detsamma gäller för RNA förutom att A alltid parar ihop med uracil (U), en nära släkting till tymin.

Länken som binder samman de två baserna är en vätebindning. A-T-baspar kopplas samman av två vätebindningar, medan G-C-baspar är bundna ihop av tre vätebindningar. Dessa baspar bildar pinnarna i den vridna stegen (eller dubbelhelix) hos DNA:t och bidrar till den veckade strukturen hos RNA.

Vilken roll spelar DNA-nukleotiderna i DNA-sekvensering?

DNA-nukleotider innehåller fyra kvävehaltiga baser: adenin (A), tymin (T), guanin (G) och cytosin (C). De här baserna representeras som As, Ts, Gs och Cs när de beskriver en DNA-sekvens. Den specifika sekvensen av de här fyra bokstäverna i din arvsmassa förmedlar stora mängder av information, liknande hur en serie av ettor och nollor kan instruera en dator om hur ett komplext program ska utföras.

Forskarna kan bestämma ordningen på nukleotiderna i en DNA-molekyl genom en process som kallas DNA-sekvensering. Genom att ha ditt DNA sekvenserat, kan man avslöja massor av användbar information om dig, till exempel om du kan ha anlag för att få vissa sjukdomar och vilka geografiska regioner dina förfäder kan ha kommit ifrån.