Nukleosid

Nukleosider er strukturelle underenheder af nukleinsyrer, som er de makromolekyler, der overfører genetisk information i levende celler. De består af en nitrogenholdig base bundet til et femkulstofsukker (pentose).

Nucleosider er de biokemiske forstadier til nukleotider, de molekylære byggesten i nukleinsyrerne DNA og RNA. Nukleotider er også vigtige i cellestofskiftet (ATP er cellens energiværdi) og som co-enzymer. Nukleotider dannes ved at tilføje en eller flere fosfatgrupper til nukleosidet.

Nogle nukleosider har vigtige kliniske anvendelser; f.eks. er puromycin og visse andre antibiotika nukleosider, der produceres af skimmelsvampe.

Menneskelig kreativitet viser sig også i lægemiddelforskernes evne til at trække på en forståelse af biokemien af naturligt forekommende nukleosider for at bygge syntetiske molekyler kaldet nukleosidanaloger. En klasse af antiretrovirale lægemidler kaldes nukleosidanaloge omvendte transkriptasehæmmere (NARTI’er eller NRTI’er). NRTI’er hæmmer aktiviteten af omvendt transkriptase, et viralt DNA-polymeraseenzym, som hiv har brug for for at kunne reproducere. Når hiv inficerer en celle, kopierer omvendt transkriptase virusets enkeltstrengede RNA-genom til et dobbeltstrenget viralt DNA-molekyle. Det virale DNA integreres derefter i værtens kromosomale DNA, hvilket gør det muligt for værten at reproducere virussen. NRTI’er blokerer den omvendte transkriptases enzymatiske funktion, hvilket forstyrrer syntesen af det dobbeltstrengede virale DNA og dermed forhindrer HIV i at formere sig. For at blive inkorporeret i det virale DNA skal NRTI’er aktiveres i cellen ved at tilføje tre fosfatgrupper for at danne NRTI-trifosfater.

Nukleosiders kemiske bestanddele

Den nitrogenholdige base i et nukleosid (også kaldet nukleobasen) er typisk et derivat af enten purin eller pyrimidin, som er heterocykliske forbindelser (organiske forbindelser, der indeholder en ringstruktur, der ud over kulstof indeholder sådanne atomer som svovl, ilt eller nitrogen). De mest almindelige baser i nukleosider er:

• Purinerne adenin og guanin;
• Pyrimidinerne cytosin, thymin og uracil.

Sukkerkomponenten er enten deoxyribose eller ribose. (“Deoxy” angiver blot, at sukkeret mangler et iltatom, der findes i ribose, den oprindelige forbindelse.)

Nedenfor er der en tabel med de almindelige baser og deres tilsvarende nukleosider:

Stikstofholdig base	Nucleosid	Deoxynucleosid
Adenin	Adenosin A		Deoxyadenosin dA
Guanin	Guanosin G		Deoxyguanosin dG
Thymin	5-Methyluridin m5U	Deoxythymidin dT
Uracil	Uridin U	Deoxyuridin dU
	Cytosin	Cytidin C	Deoxycytidin dC

Nucleosider er nukleotidforløbere

Et nukleotid er en fosfatester af et nukleosid. I kemien er estere organiske forbindelser, hvor en organisk gruppe erstatter et hydrogenatom eller flere hydrogenser i en iltsyre. Her er nucleosidets hydroxylgruppe, der er knyttet til kulstofatom 5 i sukkerenheden, erstattet af en eller flere fosfatgrupper.

Nucleotider navngives efter det nucleosid, der svarer til basen. For eksempel er nukleotidet adenosintrifosfat (ATP) et derivat af nukleosidet adenosin.

Nukleosidernes nedbrydning

Der foregår en løbende omsætning af nukleotider i cellen. Nukleosider afledes i andet trin af nedbrydningen af nukleinsyre, når en klasse af enzymer kaldet nukleotidaser splitter nukleotider op i deres bestanddele nukleosider og fosfatgrupper. Nucleosiderne nedbrydes derefter igen:

• I fordøjelsessystemets lumen af nukleosidaser til nitrogenbaser og ribose (eller deoxyribose).
• Inden for cellen af nukleosidphosphorylaser til nitrogenbaser og ribose-1-fosfat (eller deoxyribose-1-fosfat).

• Lindahl, T. 1993. “Instabilitet og henfald af DNA’s primære struktur”. Nature 362(6422): 709-715.
• Stryer, L. 1988. Biochemistry, 4. udgave. New York, NY: W. H. Freeman. ISBN 071671843X.
• Watson, J. D., og Crick, F. H. C. 1953. A structure for deoxyribose nucleic acid (PDF). Nature 171: 737-738. Hentet 26. august 2007.