Nukleotide sind Moleküle, die einen kritischen Teil von RNA und DNA bilden, was sie für jeden lebenden Organismus auf der Erde wichtig macht. Diese speziellen Moleküle sind auch an Enzymreaktionen im Körper, der Produktion chemischer Energie und der Zellsignalisierung beteiligt. Eine Reihe von Forschern arbeitet mit Nukleotiden, identifiziert verschiedene Typen und ihre Funktionen und studiert ihre chemische Struktur.
Drei separate Moleküle kommen zusammen, um ein Nukleotid zu bilden. Die erste ist eine Base, die eine Purin- oder eine Pyrimidinverbindung sein kann. Die Base bindet an einen Pentosezucker, einen Zucker mit fünf Kohlenstoffatomen, um ein Nukleosid zu bilden. Das Nukleosid wiederum verbindet sich mit einer Phosphatgruppe, wodurch ein Nukleotid entsteht. Im Fall von RNA ist der Zucker ein Ribose-Zucker, der ein Ribonukleotid erzeugt, und in der DNA ist der Zucker ein Desoxyribose-Zucker, der ein Desoxyribonukleotid erzeugt.
Wenn Nukleotide sich verbinden, bilden sie Nukleinsäure, ein Polymer. In DNA und RNA erzeugen chemische Bindungen lange Ketten von Nukleinsäuren, die in einer berühmten leiterähnlichen Form verbunden sind. Die chemische Struktur jedes Nukleotids bestimmt, an welches Nukleotid es über die Leiter binden kann, ein wichtiges Merkmal, das bestimmt, wie DNA und RNA zusammengesetzt werden können. Jeder Nukleotidsatz, der eine Sprosse der Leiter bildet, wird als Basenpaar bezeichnet, und ein einzelner Organismus kann Milliarden von Basenpaaren in seinem genetischen Code haben.
Nukleotide werden zusammen mit Aminosäuren manchmal als Bausteine des Lebens bezeichnet, da sie die Grundlage des genetischen Codes bilden. In Form von DNA können Nukleinsäuren einen Prozess durchlaufen, der als Transkription bekannt ist, um eine RNA-Kopie zu erstellen, und die RNA-Kopie steuert die Produktion verschiedener Proteine durch den Körper. Diese Proteine sind an täglichen biochemischen Prozessen und auch an der zugrunde liegenden Struktur eines Organismus beteiligt, wobei Gene zur Produktion von Proteinen aktiviert werden, sobald eine Eizelle befruchtet wird und sich Zellen teilen.
Die Nukleotidforschung befasst sich mit der Identifizierung der verschiedenen im Körper vorhandenen Nukleotide und ihrer Wirkungsweise sowie mit der Untersuchung von Nukleotidvariationen, die mit Pathologien und verschiedenen Naturphänomenen in Verbindung gebracht werden können. So können beispielsweise Fehler bei der Herstellung von Nukleotiden zu genetischen Mutationen führen, die durch Störungen beim Kopieren der DNA verursacht werden und zu Schäden an verschiedenen Bereichen des genetischen Codes führen. Viele Forscher verwenden ausgeklügelte Computermodellierungssysteme, um Modelle der Nukleotide zu erstellen, mit denen sie arbeiten.