تعريف النيوكليوتيد:
يعتبر النيوكليوتيد لبنة البناء الأساسية لبوليمرات الحمض النووي مثل (DNA و RNA)، حيث إنه مركب عضوي مكون من ثلاث وحدات فرعية قاعدة النواة إما بيورين أو بيريميدين، سكر خماسي الكربون بنتوز، ومجموعة فوسفات.
قد يكون مكون السكر إما ريبوز أو ديوكسيريبوز، إذ أن سكر الريبوز هو مكون السكر للنيوكليوتيدات التي تشكل الحمض النووي الريبي، وسكر الديوكسيريبوز هو مكون السكر في الحمض النووي، يقوم كل فوسفات بتجميع حلقات السكر لاثنين من مونومرات النوكليوتيدات المتجاورة.
تشكل مجموعات الفوسفات وشرائح السكر العمود الفقري للحمض النووي، حيث يمتد اتجاه السلسلة من نهاية 5′- إلى نهاية3′- في الحمض النووي، ويكون اتجاه الخيطين في اتجاهين متعاكسين، وهذا للسماح بالاقتران الأساسي التكميلي بين مكونات (nucleobase).
بصرف النظر عن السلسلة الطويلة من الأحماض النووية تحدث النيوكليوتيدات أيضًا في أشكال دورية، حيث ترتبط مجموعة الفوسفات مرتين بشق السكر، وقد يكون مكون القاعدة النووية إما بيورين أو بيريميدين في حين أن كل من البيورينات والبيريميدينات عبارة عن مركبات عطرية حلقية غير متجانسة يمكن أن تختلف عن بعضها البعض بناءً على التركيب الكيميائي.
يحتوي البيورين على حلقتين من الكربون، بينما يحتوي بيريميدين على حلقة كربون واحدة، كما يحتوي البيورين على حلقة بيريميدين مدمجة في حلقة إيميدازول ويحتوي بيريميدين على حلقة بيريميدين فقط وهكذا، يحتوي البيورين على أربع ذرات نيتروجين بينما يحتوي بيريميدين على ذرتين.
يمكن تجميع النيوكليوتيدات في أحاديات النيوكليوتيدات ودينوكليوتيدات وثلاثي نيوكليوتيدات، حيث ثنائي النوكليوتيد مركب يتكون من نيوكليوتيدات لذلك، تتكون كل وحدة نيوكليوتيد بدورها من قاعدة نووية واحدة وجزء خماسي واحد وحمض فوسفوريك.
أدينين ثنائي النوكليوتيد:
فلافين أدينين ثنائي النوكليوتيد:
فلافين الأدينين ثنائي النوكليوتيد (FAD) الصيغة الكيميائية: (C27H33N9O15P2) هو مثال على ثنائي النوكليوتيد، حيث إنه عامل مساعد الأكسدة والاختزال في عمليات التمثيل الغذائي المختلفة.
أحد مصادر (FAD) هو أحادي نيوكليوتيد الفلافين (FMN) وهو أحادي نيوكليوتيد، حيث يمكن تحويل (FMN) إلى ثنائي النوكليوتيد (FAD) من خلال عمل بيروفوسفوريلاز (FAD) مع (ATP).
يتكون (FAD) بشكل أساسي من أحادي نيوكليوتيد الأدينين وفلافين أحادي النوكليوتيد المنضمين في مجموعات الفوسفات الخاصة بهم، حيث يحدث (FAD) في حالات الأكسدة والاختزال المختلفة: كينون، سيمكينون، وهيدروكينون.
إنه يتحول من حالة إلى أخرى إما عن طريق قبول الإلكترونات أو التبرع بها، الكينون هو الشكل المؤكسد بالكامل من (FAD)، عندما يقبل إلكترونين (e-) واثنين من البروتونات (H +)، فإنه يتحول إلى شكل الهيدروكينون (FADH2)، كما يمكن أن يتحول (FADH2) إلى (FADH) عندما يفقد H + وواحد e- ، ويفقد H + وآخر e- يعيده إلى (FAD) ويمكن إنتاج (FAD) عن طريق تقليل وتجفيف أكسيد الفلافين N (5)
نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد:
نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد (NAD) هو ثنائي نيوكليوتيد آخر صيغته الكيميائية هي (C21H27N7O14P2)، وهو أنزيم في كل مكان يتألف من اثنين من النيوكليوتيدات أحدهما يحتوي على قاعدة أدينين والآخر نيكوتيناميد، ويحدث في شكلين: (NAD +) شكل مؤكسد و(NADH) شكل مخفض.
نيكوتيناميد فوسفات الأدينين ثنائي النوكليوتيد:
نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد فوسفات (NADP) (الصيغة الكيميائية: C21H29N7O17P3) هو أنزيم مكون من ريبوسيل نيكوتيناميد 5′-فوسفات (nmn) مقترنًا ببيروفوسفاتلينك بـ 5′-فوسفات الأدينوزين 2 ′ ، 5′(bisphosphate).
يعمل كحامل إلكترون قادر على التبرع بالإلكترونات لبعض تفاعلات التخليق الحيوي على سبيل المثال تخليق الأحماض الدهنية والنووية، حيث إنه مشابه لـ (NAD) ومع ذلك يحتوي (NADP +) على فوسفات إضافي خاصة في الموضع 2 من حلقة الريبوز المتصلة بالأدينين.
نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد:
نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد هو أنزيم يرتبط ارتباطًا وثيقًا فقط بالموقع النشط للأنزيمات التي يتفاعل معها، وبالتالي فهو حر لينفصل عن الإنزيم أثناء الدورة التحفيزية.
يتمثل دور إنزيم نازعة الهيدروجين في الجمع بين الركيزة و(NAD +) في الاتجاه الصحيح حتى يتفاعل الاثنان، وتُعرف هذه الإنزيمات المعتمدة على (NAD +) باسم نازعات الهيدروجين، حيث إنها تعمل جنبًا إلى جنب مع (NAD +) لأكسدة الركائز عن طريق نقل 1H + و2e− من الركيزة إلى الموضع الرابع لحلقة النيكوتيناميد في (NAD +).
التفاعل الكلي هو ما يعادل نقل الهيدريد ويشار إليه عادة على هذا النحو، تشارك الإنزيمات المعتمدة على(NAD +) بشكل أساسي في التنفس يحدث (NAD +) بكميات كبيرة في الميتوكوندريا، في حين أن الإنزيمات المساعدة المعتمدة على (NADP) تشارك بشكل أساسي في نقل الإلكترونات من الوسطاء في الهدم.
الوظائف البيولوجية:
تشارك النوكليوتيدات في عمليات التمثيل الغذائي المختلفة على سبيل المثال (FAD) هو عامل مساعد للأكسدة والاختزال مشابه لـ (FMN)، وهو أحادي النوكليوتيد يعمل كعامل مساعد عند احتوائه في بروتين، فإن (FAD) يشكل بروتينات فلافوبروتينات معينة.
