Nukleosid

Nukleosidy jsou strukturní podjednotky nukleových kyselin, makromolekul, které přenášejí genetickou informaci v živých buňkách. Skládají se z báze obsahující dusík navázané na pětiuhlíkatý (pentózový) cukr.

Nukleosidy jsou biochemickými prekurzory nukleotidů, molekulárních stavebních kamenů nukleových kyselin DNA a RNA. Nukleotidy jsou také důležité v buněčném metabolismu (ATP je energetickou měnou buňky) a jako koenzymy. Nukleotidy vznikají přidáním jedné nebo více fosfátových skupin k nukleosidu.

Některé nukleosidy mají důležité klinické využití; například puromycin a některá další antibiotika jsou nukleosidy produkované plísněmi nebo houbami.

Lidská tvořivost se projevuje také ve schopnosti výzkumníků v oblasti léčiv využívat porozumění biochemii přirozeně se vyskytujících nukleosidů k vytváření syntetických molekul nazývaných nukleosidová analoga. Jedna třída antiretrovirových léčiv se nazývá nukleosidové analogové inhibitory reverzní transkriptázy (NARTI nebo NRTI). NRTI inhibují aktivitu reverzní transkriptázy, což je enzym virové DNA polymerázy, který HIV potřebuje ke svému množení. Když HIV infikuje buňku, reverzní transkriptáza kopíruje jednořetězcový genom RNA viru do dvouřetězcové molekuly virové DNA. Virová DNA je poté integrována do chromozomální DNA hostitele, což hostiteli umožňuje reprodukci viru. NRTI blokují enzymatickou funkci reverzní transkriptázy, čímž narušují syntézu dvouřetězcové virové DNA, a tím zabraňují množení viru HIV. Aby se NRTI mohly začlenit do virové DNA, musí být v buňce aktivovány přidáním tří fosfátových skupin za vzniku trifosfátů NRTI.

Chemické složky nukleosidů

Báze nukleosidu obsahující dusík (nazývaná také nukleobáze) je obvykle derivátem purinu nebo pyrimidinu, což jsou heterocyklické sloučeniny (organické sloučeniny obsahující kruhovou strukturu, která má kromě uhlíku i takové atomy, jako je síra, kyslík nebo dusík). Nejčastějšími bázemi v nukleosidech jsou:

• Puriny adenin a guanin;
• Pyrimidiny cytosin, tymin a uracil.

Cukernou složkou je buď deoxyribóza, nebo ribóza. („Deoxy“ jednoduše znamená, že cukr postrádá atom kyslíku přítomný v ribose, mateřské sloučenině.)

Níže je uvedena tabulka se seznamem běžných bází a jim odpovídajících nukleosidů:

Nitrogenní báze	Nukleosid	Deoxynukleosid
Adenin	Adenosin A	Deoxyadenosin dA
Guanin	Guanosin G	Deoxyguanosin dG
Thymin	5-Methyluridine m5U	Deoxythymidine dT
Uracil	Uridin U	Deoxyuridin dU
Cytosin	Cytidin C	Deoxycytidin dC

Nukleosidy jsou prekurzory nukleotidů

Nukleotid je fosfátový ester nukleosidu. V chemii jsou estery organické sloučeniny, v nichž organická skupina nahrazuje atom vodíku nebo více vodíků v kyselině kyslíkové. V tomto případě je hydroxylová skupina nukleosidu, připojená k atomu uhlíku 5 cukerné jednotky, nahrazena jednou nebo více fosfátovými skupinami.

Nukleotidy jsou pojmenovány podle nukleosidu, který odpovídá bázi. Například nukleotid adenosintrifosfát (ATP) je derivátem nukleosidu adenosinu.

Odbourávání nukleosidů

V buňce dochází k neustálému obratu nukleotidů. Nukleosidy vznikají ve druhém kroku rozkladu nukleových kyselin, kdy třída enzymů zvaných nukleotidasy štěpí nukleotidy na jejich složky nukleosidy a fosfátové skupiny. Nukleosidy se následně rozkládají:

• V lumen trávicí soustavy nukleosidázami na dusíkaté báze a ribózu (nebo deoxyribózu).
• Vnitř buňky nukleosidfosforylázami na dusíkaté báze a ribózu-1-fosfát (nebo deoxyribózu-1-fosfát).

• Lindahl, T. 1993. „Nestabilita a rozpad primární struktury DNA“. Nature 362(6422): 709-715.
• Stryer, L. 1988. Biochemie, 4. vydání. New York, NY: W. H. Freeman. ISBN 071671843X.
• Watson, J. D., and Crick, F. H. C. 1953. A structure for deoxyribose nucleic acid (PDF). Nature 171: 737-738. Získáno 26. srpna 2007.