Hauptunterschied – Nukleotid vs. Nukleinsäure

Nukleotid und Nukleinsäure sind an der Speicherung der Erbinformation im Zellkern beteiligt. Nukleinsäure besteht aus einer Phosphatgruppe und einer stickstoffhaltigen Base, die an einen Pentosezucker gebunden sind. In Nukleotiden vorkommende stickstoffhaltige Basen sind Adenin, Guanin, Cytosin, Thymin und Uracil. Die Polymerisation dieser Nukleotide in unterschiedlicher Reihenfolge erzeugt Nukleinsäuren. Die Nukleinsäure kann je nach dem in den Monomereinheiten vorhandenen Pentosezucker entweder RNA oder DNA sein. DNA und RNA sind an der Genexpression sowie an der Speicherung der Erbinformation in der Zelle beteiligt. Die Hauptunterschied zwischen Nukleotid und Nukleinsäure ist das Nukleotid ist das Monomer der Nukleinsäure, während Nukleinsäure eine Kette von Nukleotiden ist, die genetische Informationen in der Zelle speichern kann.

Dieser Artikel befasst sich mit,

1. Was ist eine Nukleinsäure? – Definition, Struktur und Zusammensetzung, Funktion, Beispiele 2. Was ist ein Nukleotid? – Definition, Struktur und Zusammensetzung, Funktion, Beispiele 3. Was ist der Unterschied zwischen Nukleotid und Nukleinsäure?

Was ist eine Nukleinsäure?

Eine Nukleinsäure kann entweder eine DNA oder RNA sein, die ein Polymer von Nukleotiden ist. Eine Phosphodiesterbindung wird zwischen der 5'-Phosphatgruppe des ersten Nukleotids und der 3'-OH-Gruppe des zweiten Nukleotids durch Entfernen von Diphosphat gebildet, um die Energie zur Bildung der Bindung zu erhalten. Wenn Ribose der Zucker im Nukleotid ist, wird das resultierende Polynukleotid als RNA bezeichnet. Im Gegensatz dazu, wenn der Pentosezucker Desoxyribose ist, wird das resultierende Polynukleotid als DNA bezeichnet. Die stickstoffhaltigen Basen in der RNA sind Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil. Trotzdem wird Uracil in der DNA durch Thymin ersetzt.

DNA ist ein doppelsträngiges Molekül, bei dem die beiden DNA-Stränge durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen komplementären Nukleotiden zusammengehalten werden. Adenin ist komplementär zu Thymin und Uracil, während Cytosin zu Guanin komplementär ist. DNA besteht aus einer Direktionalität in jeder der beiden Ketten. Eine Kette in der doppelsträngigen Struktur trägt eine Richtung von 3′ bis 5′, während die andere Kette eine Richtung von 5′ bis 3′ trägt. DNA befindet sich im Zellkern und speichert die genetischen Informationen der Zelle. RNA ist ein kürzeres Molekül als DNA. RNA wird während der Transkription von Genen im Genom durch die RNA-Polymerase gebildet. Innerhalb des Zellkerns finden sich mehrere Arten von RNA wie mRNAs, tRNAs, rRNAs und microRNAs. Die meisten RNA-Typen sind an der Proteinsynthese beteiligt. Die Struktur von DNA und RNA ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Struktur von DNA und RNA

Was ist ein Nukleotid?

Ein Nukleotid ist eine Verbindung, die eine stickstoffhaltige Base und eine Phosphatgruppe enthält, die mit einem Pentosezucker verbunden ist, der entweder eine Ribose oder eine Desoxyribose sein kann. Zwei Arten von stickstoffhaltigen Basen können an Nukleotide gebunden werden: Purin und Pyrimidin. Purinbasen sind Adenin und Guanin und Pyrimidinbasen sind Cytosin, Uracil und Thymin. Am 5’-Kohlenstoff des Pentosezuckers können entweder eine, zwei oder drei Phosphatgruppen angelagert werden. Die dGMP- und GMP-Nukleotide sind in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: dGMP- und GMP-Struktur

Nukleotide sind die Monomere von Nukleinsäuren. Die Polymerisation von Nukleotiden, die Ribose als Zucker enthalten, bildet RNA und die Polymerisation von Nukleotiden, die Desoxyribose als Zucker enthalten, bildet DNA. Nukleotide dienen auch als Energiequelle. Als Beispiel ist ATP die weit verbreitete chemische Energiequelle in vielen biochemischen Prozessen. Das GTP dient auch als Energiequelle für die Proteinsynthese. Andererseits ist zyklisches AMP an den Signaltransduktionswegen des Nervensystems und des endokrinen Systems beteiligt. Abgesehen davon werden Didesoxynukleotide bei der Sequenzierung für den Kettenabbruch verwendet.

Unterschied zwischen Nukleotid und Nukleinsäure

Beziehung

Nukleotid: Nukleotid ist das Monomer von Nukleinsäuren.

Nukleinsäure: Nukleinsäure ist das Polymer der Nukleotide.

Komposition

Nukleotid: Nukleotid besteht aus einer Phosphatgruppe und einer stickstoffhaltigen Base, die an einen Pentosezucker gebunden sind.

Nukleinsäure: Nukleinsäure besteht aus einer Kette von Nukleotiden, die durch Phosphodiesterbindungen verbunden sind.

Anzahl der Phosphatgruppen

Nukleotid: In Nukleotiden können eine bis drei Phosphatgruppen enthalten sein.

Nukleinsäure: In Nukleinsäuren findet sich eine einzelne Phosphatgruppe.

Funktion

Nukleotid: Nukleotide werden polymerisiert, um DNA oder RNA zu bilden. Sie dienen als Energiequelle und Signalgeber.

Nukleinsäure: Nukleinsäuren sind sowohl an der Genexpression als auch an der Speicherung genetischer Informationen beteiligt.

Beispiele

Nukleotid: ATP, ADP, CMP, dGTP, ddATP sind Beispiele für Nukleotide.

Nukleinsäure: DNA und RNA sind Beispiele für Nukleinsäuren.

Abschluss

Nukleotide sind die Monomere von Nukleinsäuren. Nukleotide bestehen aus einer stickstoffhaltigen Base und einer Phosphatgruppe, die an einen Pentosezucker gebunden ist. Je nach Art des Pentose-Zuckers im Nukleinsäure-Rückgrat können zwei Arten von Nukleinsäuren gefunden werden. Wenn der Pentosezucker Ribose ist, ist die sich bildende Nukleinsäure RNA. Wenn andererseits der Pentosezucker Desoxyribose ist, ist die resultierende Nukleinsäure DNA. DNA ist die am häufigsten verwendete Nukleinsäure, um genetische Informationen in der Zelle zu speichern. Entsprechend der Nukleotidsequenz auf dem DNA-Molekül kann die genetische Information in schriftlicher Form gespeichert werden. RNA ist am Prozess der Genexpression beteiligt. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen Nukleotid und Nukleinsäure in ihrer Beziehung zwischen Monomeren und Polymeren voneinander.

Referenz: 1. Lodish, Harvey. „Struktur von Nukleinsäuren.“ Molekulare Zellbiologie. 4. Auflage. U.S. National Library of Medicine, 01. Januar 1970. Web. 26. März 2017.

Bildhöflichkeit: 1. „Nucleotides“ Von Calibuon bei English Wikibooks – Von en.wikibooks auf Commons übertragen von Adrignola mit CommonsHelper. (Public Domain) über Commons Wikimedia 2. „RNA-Vergleich mit DNA thymineAndUracilCorrected“ Von Benutzern Antilived, Fabiolib, Turnstep, Westcairo auf en.wikipedia – (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia