न्यूक्लियोसाइड: विशेषताएँ, संरचना और अनुप्रयोग - जीवविज्ञान - 2025

न्यूक्लियोसाइड जैविक एक नाइट्रोजन आधार से मिलकर अणुओं का एक बड़ा समूह और एक पांच हैं - कार्बन चीनी सहसंयोजक जुड़े। संरचनाओं के संदर्भ में वे बहुत विविध हैं।

वे न्यूक्लिक एसिड (डीएनए और आरएनए) के संश्लेषण के लिए अग्रदूत हैं, चयापचय और सभी जीवित प्राणियों के विकास के नियंत्रण के लिए एक मौलिक घटना है। वे विभिन्न जैविक प्रक्रियाओं में भी भाग लेते हैं, जो तंत्रिका, मांसपेशियों और हृदय प्रणालियों की कुछ गतिविधियों को संशोधित करते हैं।

स्रोत: Nucleotides_1.svg: बोरिस (PNG), एसजेजी द्वारा Sjefderivative काम: तहसील

आज, संशोधित न्यूक्लियोसाइड को डीएनए प्रतिकृति को अवरुद्ध करने की उनकी संपत्ति के लिए एंटीवायरल और एंटीकैंसर थेरेपी के रूप में उपयोग किया जाता है।

यह महत्वपूर्ण है कि न्यूक्लियोटाइड के साथ न्यूक्लियोसाइड शब्द को भ्रमित न करें। यद्यपि दोनों तत्व संरचनात्मक रूप से एक जैसे हैं, चूंकि वे न्यूक्लिक एसिड के मोनोमर्स से बने होते हैं, न्यूक्लियोटाइड में एक या अधिक अतिरिक्त फॉस्फेट समूह होते हैं। अर्थात्, एक न्यूक्लियोटाइड एक फॉस्फेट समूह के साथ एक न्यूक्लियोसाइड है।

विशेषताएँ

न्यूक्लियोसाइड न्यूक्लिक एसिड के निर्माण खंडों से बने अणु होते हैं। वे कम आणविक भार के होते हैं, 227.22 से 383.31 ग्राम / मोल के बीच की सीमा में होते हैं।

नाइट्रोजनस बेस के लिए धन्यवाद, ये संरचनाएं 3.3 और 9.8 के बीच पीकेए मूल्यों के साथ आधार के रूप में प्रतिक्रिया करती हैं।

संरचना

न्यूक्लियोसाइड संरचना में एक सहसंयोजक बंधन द्वारा पांच-कार्बन चीनी से जुड़ा एक नाइट्रोजनस आधार होता है। हम नीचे इन घटकों का अच्छी तरह से पता लगाएंगे।

नाइट्रोजन का आधार

पहला घटक - नाइट्रोजनस बेस, जिसे न्यूक्लियोबेस भी कहा जाता है - एक फ्लैट सुगंधित अणु है जिसमें इसकी संरचना में नाइट्रोजन होता है, और एक प्यूरीन या पाइरीमिडीन हो सकता है।

पूर्व दो फ्यूज्ड रिंग्स से बने होते हैं: छह परमाणुओं में से एक और दूसरा पांच। पाइरिमिडाइन छोटे होते हैं और एक सिंगल रिंग से बने होते हैं।

सायबान

दूसरा संरचनात्मक घटक एक पेन्टोज़ है, जो एक रिबोस या डीऑक्सीराइबोज़ हो सकता है। राइबोस एक "सामान्य" चीनी है जहां प्रत्येक कार्बन परमाणु एक ऑक्सीजन परमाणु के साथ बंध जाता है। डीऑक्सीराइबोस के मामले में, चीनी को संशोधित किया जाता है, क्योंकि इसमें 2 'कार्बन में ऑक्सीजन परमाणु की कमी होती है।

संपर्क

सभी न्यूक्लियोसाइड्स (और न्यूक्लियोटाइड्स में भी) जो हमें स्वाभाविक रूप से मिलते हैं, दोनों अणुओं के बीच का बंधन gly-N-ग्लाइकोसिडिक प्रकार का है, और यह क्षारीय दरार के लिए प्रतिरोधी है।

चीनी का 1 'कार्बन पाइरीमिडीन के नाइट्रोजन 1 और प्यूरिन के नाइट्रोजन 9 से जुड़ा होता है। जैसा कि हम देख सकते हैं, ये वही घटक हैं जो हमें मोनोमर्स में मिलते हैं जो न्यूक्लिक एसिड बनाते हैं: न्यूक्लियोटाइड।

संशोधित न्यूक्लियोसाइड

अब तक, हमने न्यूक्लियोसाइड्स की सामान्य संरचना का वर्णन किया है। हालांकि, कुछ रासायनिक संशोधनों के साथ कुछ हैं, सबसे आम नाइट्रोजन समूह के साथ एक मिथाइल समूह का संघ है। कार्बोहायड्रेट वाले हिस्से में मेथिलिकेशन भी हो सकता है।

अन्य कम लगातार संशोधनों में आइसोमेराइजेशन शामिल है, उदाहरण के लिए यूरिडीन से स्यूड्यूरिडिन; हाइड्रोजेन की हानि; एसिटिलीकरण; formylation; और हाइड्रॉक्सिलेशन।

वर्गीकरण और नामकरण

न्यूक्लियोसाइड के संरचनात्मक घटकों के आधार पर, राइबोन्यूक्लियोसाइड और डीऑक्सीन्यूक्लियोसाइड में एक वर्गीकरण स्थापित किया गया है। पहली श्रेणी में हमें ऐसे न्यूक्लियोसाइड मिलते हैं जिनका प्यूरीन या पाइरीमिडीन एक रिबोस से जुड़ा होता है। इसके अलावा, नाइट्रोजन के आधार जो उन्हें बनाते हैं वे हैं एडेनिन, गुआनिन, साइटोसिन और यूरैसिल।

डेक्सिन्यूक्लियोसाइड में, नाइट्रोजनस बेस को डीऑक्सीराइबोस के लिए लंगर डाला जाता है। हमें जो आधार मिलते हैं, वे राइबोन्यूक्लियोटाइड्स के समान हैं, अपवाद के साथ कि पिरिमिडीन यूरैसिल को थाइमिन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

इस प्रकार, राइबोन्यूक्लियोसाइड्स का नाम नाइट्रोजनस आधार पर निर्भर किया जाता है, जिसमें अणु शामिल होता है, जो निम्नलिखित नामकरण की स्थापना करता है: एडेनोसिन, साइटिडाइन, यूरिडाइन और गुआनोसिन। एक डीऑक्सीन्यूक्लोसाइड की पहचान करने के लिए, उपसर्ग deoxy- को जोड़ा जाता है, जिसका नाम है: डीऑक्सीएडेनोसिन, डीऑक्सीसिडिडाइन, डीऑक्सीरिडाइन और डीऑक्सीगैगोसिन।

जैसा कि हमने पहले उल्लेख किया है, एक न्यूक्लियोटाइड और एक न्यूक्लियोसाइड के बीच मूलभूत अंतर यह है कि पूर्व में 3 'कार्बन (3'-न्यूक्लियोटाइड) या 5' कार्बन (5'-न्यूक्लियोटाइड) से जुड़ा एक फॉस्फेट समूह है। इस प्रकार, नामकरण के संदर्भ में, हम पा सकते हैं कि पहले मामले का एक पर्याय न्यूक्लियोसाइड -5'-फॉस्फेट है।

जैविक कार्य

संरचनात्मक ब्लॉक

न्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट (यानी उनकी संरचना में तीन फॉस्फेट के साथ) न्यूक्लिक एसिड के निर्माण के लिए कच्चे माल हैं: डीएनए और आरएनए।

ऊर्जा भंडारण

फॉस्फेट समूहों को एक साथ रखने वाले उच्च-ऊर्जा बांडों के लिए धन्यवाद, वे संरचनाएं हैं जो आसानी से सेल के लिए पर्याप्त उपलब्धता की ऊर्जा को संग्रहीत करते हैं। सबसे प्रसिद्ध उदाहरण एटीपी (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट) है, जिसे "सेल की ऊर्जा मुद्रा" के रूप में जाना जाता है।

स्थानीय हार्मोन

खुद न्यूक्लियोसाइड्स (उनकी संरचना में फॉस्फेट समूहों के बिना) में महत्वपूर्ण जैविक गतिविधि नहीं होती है। हालांकि, स्तनधारियों में हमें एक हड़ताली अपवाद मिलता है: एडेनोसाइन अणु।

इन जीवों में, एडेनोसिन ऑटोकॉइड की भूमिका निभाता है, जिसका अर्थ है कि यह एक स्थानीय हार्मोन के रूप में और एक न्यूरोमोड्यूलेटर के रूप में भी कार्य करता है।

रक्तप्रवाह में एडेनोसिन का संचार विभिन्न कार्यों जैसे वासोडिलेशन, हृदय गति, चिकनी पेशी में संकुचन, न्यूरोट्रांसमीटर की रिहाई, लिपिड का क्षरण, जैसे अन्य कार्यों को नियंत्रित करता है।

नींद को नियंत्रित करने में अपनी भूमिका के लिए एडेनोसिन प्रसिद्ध है। जब इस न्यूक्लियोसाइड की सांद्रता बढ़ती है, तो यह थकान और नींद का कारण बनता है। यही कारण है कि कैफीन (एडेनोसिन के समान एक अणु) की खपत हमें जागृत रखती है, क्योंकि यह मस्तिष्क में एडेनोसिन और इसके संबंधित रिसेप्टर्स की बातचीत को अवरुद्ध करता है।

आहार में न्यूक्लियोसाइड

भोजन में न्यूक्लियोसाइड का सेवन किया जा सकता है, और यह दिखाया गया है कि वे विभिन्न शारीरिक प्रक्रियाओं को संशोधित करते हैं, प्रतिरक्षा प्रणाली के कुछ पहलुओं को लाभान्वित करते हैं, जठरांत्र संबंधी मार्ग के विकास और विकास, लिपिड चयापचय, यकृत कार्य, अन्य।

वे अन्य खाद्य पदार्थों में स्तन के दूध, चाय, बीयर, मांस और मछली के प्रचुर मात्रा में घटक हैं।

बहिर्जात न्यूक्लियोसाइड (और न्यूक्लियोटाइड) पूरकता उन रोगियों में महत्वपूर्ण है जिनके पास इन यौगिकों डे नोवो को संश्लेषित करने की क्षमता की कमी है।

अवशोषण के संबंध में, लगभग 90% न्यूक्लियोटाइड्स को न्यूक्लियोसाइड के रूप में अवशोषित किया जाता है और आंत की कोशिकाओं में फिर से फॉस्फोराइलेट किया जाता है।

चिकित्सा अनुप्रयोग: एंटीकैंसर और एंटीवायरल

कुछ न्यूक्लियोसाइड या संशोधित न्यूक्लियोटाइड एनालॉग्स ने एंटीकैंसर और एंटीवायरल गतिविधि को दिखाया है, जिससे एचआईवी / एड्स, दाद वायरस, हेपेटाइटिस बी वायरस और ल्यूकेमिया जैसे महत्वपूर्ण चिकित्सा महत्व की स्थितियों के उपचार की अनुमति मिलती है।

इन अणुओं का उपयोग इन विकृति के इलाज के लिए किया जाता है, क्योंकि उनमें डीएनए संश्लेषण को बाधित करने की क्षमता होती है। इन्हें सक्रिय रूप से कोशिका में ले जाया जाता है और, जैसा कि वे रासायनिक संशोधन प्रस्तुत करते हैं, वायरस जीनोम की भविष्य की प्रतिकृति को रोकते हैं।

उपचार के रूप में उपयोग किए जाने वाले एनालॉग्स को विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाओं द्वारा संश्लेषित किया जाता है। संशोधन राइबोज भाग में या नाइट्रोजनस बेस में आ सकते हैं।

संदर्भ

1. अल्बर्ट, बी। ब्रे, डी।, हॉपकिन, के।, जॉनसन, ई।, लुईस, जे।, रफ़, एम।,… और वाल्टर, पी। (2013)। आवश्यक कोशिका जीव विज्ञान। माला विज्ञान।
2. बोरिया, पीए, गेसी, एस।, मेरीघी, एस।, विन्सेन्ज़ी, एफ।, और वरानी, ​​के। (2018)। एडेनोसाइन रिसेप्टर्स के फार्माकोलॉजी: कला की स्थिति। शारीरिक समीक्षा, 98 (3), 1591-1625।
3. कूपर, जीएम और हौसमैन, आरई (2007)। कोशिका: एक आणविक दृष्टिकोण। वाशिंगटन, डीसी, सुंदरलैंड, एमए।
4. ग्रिफिथ्स, एजे (2002)। आधुनिक आनुवंशिक विश्लेषण: जीन और जीनोम को एकीकृत करना। मैकमिलन।
5. ग्रिफिथ्स, ए जे, वेसलर, एसआर, लेवोन्ट, आरसी, जेलबार्ट, डब्ल्यूएम, सुजुकी, डीटी, और मिलर, जेएच (2005)। आनुवंशिक विश्लेषण के लिए एक परिचय। मैकमिलन।
6. कूलमैन, जे।, और रोहम, केएच (2005)। जैव रसायन: पाठ और एटलस। पैनामेरिकान मेडिकल एड।
7. मिखाइलोपुलो, आईए, और मिरोशनिकोव, एआई (2010)। न्यूक्लियोसाइड जैव प्रौद्योगिकी में नए रुझान। एक्टा नटूरा 2 (5)।
8. पासर्ज, ई। (2009)। जेनेटिक्स पाठ और एटलस। पैनामेरिकान मेडिकल एड।
9. सीगल, जीजे (1999)। बुनियादी न्यूरोकैमिस्ट्री: आणविक, सेलुलर और चिकित्सा पहलू। लिपिंकॉट-रेवेन।