Nukleotid – Was ist das? Eine Definition

Ein Nukleotid ist die Baueinheit der Nukleinsäuren, also der DNA und RNA.

Struktur der Nukleotide

Nukleotide entstehen durch die Bildung von drei Teilen, die durch kovalente Bindungen miteinander verbunden sind:

• eine stickstoffhaltige Base
• ein Zucker oder Pentose
• eine oder mehrere Phosphatgruppen

Abhängig von der Anzahl der Phosphatgruppen spricht man von einem Mono-, Di- oder Triphosphat.

Bei der DNA sind die Nukleotide, die die Sequenz bestimmen, in Wirklichkeit Desoxynukleotide. Die Pentose, die sie bildet, ist eine Ribose. Bei der Ribose ist die OH-Gruppe in 2′-Position durch ein Wasserstoffatom ersetzt ist. Deshalb nennt man sie “Desoxyribose”.

Es gibt vier Nukleotide in der DNA, je nach Art der Stickstoffbase:

• Desoxyadenosin (Adeninbase)
• Desoxythymidin (Thyminbasis)
• Desoxyguanosin (Guanin)
• Desoxycytidin (Cytosin)

In der RNA werden die Nukleotide aus einer Ribose gebildet, die die OH-Gruppe in 2′ besitzt. Je nach der assoziierten Stickstoffbase variiert das Nukleotid:

• Adenosin (Adenin)
• Uridin (Uracil)
• Guanosin (Guanin)
• Cytidin (Cytosin)

In der RNA findet man anstelle des Thymin als Uracil.

Funktion der Nukleotide

Die Abfolge der Nukleotide bestimmt die Abfolge der Basen in der Nukleinsäure, wodurch genetische Botschaften kodiert werden.

In der DNA sind die Basen an den Wasserstoffbrückenbindungen beteiligt, die für die Bildung der Doppelhelix verantwortlich sind. Zwischen Adenin und Thymin bestehen zwei, zwischen Guanin und Cytosin drei Bindungen.

In der RNA kann die OH-Gruppe auf der Ribose an biologischen molekularen Reaktionen beteiligt sein. Dann spricht man von einem Ribozym.

Neben dieser Rolle bei der Bildung komplexerer Moleküle sind die Nukleotide auch Energieträger. So ist ATP oder Adenosintriphosphat das Energiemolekül schlechthin, das insbesondere durch Stoffwechselwege wie die Glykolyse erzeugt wird.

ATP kann von Enzymen genutzt werden. Dabei geht ein Phosphat verloren, es wird es zu ADP, Adenosindiphosphat, hydrolysiert. Die dabei freigewordene Energie wird genutzt, um Reaktionen in der Zelle durchzuführen.

Urhebender Autor: Redaktion Futura