Avainero nukleotidin ja emäksen välillä on, että nukleotidi on typpipitoinen emäs, joka muodostaa nukleiinihapon rakenteen, kun taas emäs on mikä tahansa yhdiste, jossa on vapautuva hydroksidi-ioni tai yksinäinen elektronipari tai yhdiste, joka voi hyväksyä protonit.
Nukleotidin emäksellä on perusominaisuuksia, jotka johtuvat yksinäisistä typpipareista. Tässä emäs ei tarkoita tavallisia emäksiä, joita törmäämme kemiassa, vaan nämä ovat erityisiä molekyylejä, joita esiintyy biologisissa systeemeissä, joilla on perusominaisuudet.
Mikä on Nucleotide?
Nukleotidi on kahden tärkeän makromolekyylin (nukleiinihapon) rakennuspalikka elävissä organismeissa; eli DNA ja RNA. Näin ollen ne ovat organismin geneettistä materiaalia ja ovat vastuussa geneettisten ominaisuuksien siirtymisestä sukupolvelta toiselle.
Lisäksi ne ovat tärkeitä solujen toimintojen ohjaamisessa ja ylläpitämisessä. Näiden kahden makromolekyylin lisäksi on muita tärkeitä nukleotideja. Esimerkiksi ATP (adenosiinitrifosfaatti) ja GTP ovat tärkeitä energian varastoinnissa. NADP ja FAD ovat nukleotideja, jotka toimivat kofaktoreina. Nukleotidit, kuten CAM (syklinen adenosiinimonofosfaatti), ovat välttämättömiä ATP-solujen signalointireiteille.
Kuva 01: Nukleotidien rakenne
Lisäksi nukleotidi sisältää kolme yksikköä; pentoosisokerimolekyyli, typpipitoinen emäs ja fosfaattiryhmä/-ryhmät. Nukleotidit vaihtelevat pentoosisokerimolekyylin tyypin, typpipitoisen emäksen ja fosfaattiryhmien lukumäärän mukaan. Esimerkiksi DNA:ssa on deoksiriboosisokeria ja RNA:ssa riboosisokeria. Siellä yhden nukleotidin fosfaattiryhmä kytkeytyy sokerin hiilen 5 -OH-ryhmään muodostaen näitä makromolekyylejä. Normaalisti DNA:n ja RNA:n nukleotideissa on yksi fosfaattiryhmä. ATP:ssä on kuitenkin kolme fosfaattiryhmää. Fosfaattiryhmien väliset sidokset ovat korkean energian sidoksia. DNA:ssa ja RNA:ssa on siis kahdeksan tyyppistä nukleotidiä.
Alle kahdeksan nukleotidia ovat perustyypit.
- Deoksiadenosiinimonofosfaatti
- Deoksisytidiinimonofosfaatti
- Deoksiguanosiinimonofosfaatti
- Deoksitymidiinimonofosfaatti
- Adenosiinimonofosfaatti
- Sytidiinimonofosfaatti
- Guanosiinimonofosfaatti
- Uridiinimonofosfaatti
Lisäksi muut nukleotidit ovat näiden johdannaisia. Nukleotidit voivat liittyä toisiinsa muodostaen polymeerin. Tämä sidos tapahtuu nukleotidin fosfaattiryhmän ja sokerin hydroksyyliryhmän välillä. Näin ollen, kun tehdään tällaisia fosfodiesterisidoksia, muodostuu makromolekyylejä, kuten DNA:ta ja RNA:ta.
Mikä on Base?
Emäs on yhdiste, jossa on vapautuva hydroksidi-ioni tai yksittäinen elektronipari tai yhdiste, joka pystyy vastaanottamaan protoneja. Siksi eri tutkijoiden mukaan pohjalle on erilaisia määritelmiä. Bronsted-Lowry määrittelee emäksen aineeksi, joka pystyy vastaanottamaan protonin. Lewisin mukaan mikä tahansa elektronin luovuttaja on emäs. Arrheniuksen määritelmän mukaan yhdisteellä tulee olla hydroksidianioni ja kyky luovuttaa se hydroksidi-ionina emäkseksi. Lewisin ja Bronsted-Lowryn mukaan voi kuitenkin olla molekyylejä, joissa ei ole hydroksideja, mutta jotka voivat toimia emäksenä. Esimerkiksi NH3 on Lewisin emäs, koska se voi luovuttaa elektroniparin typessä.
Kuva 02: Hapot eroavat emäksistä; Emäkset muodostavat hydroksidi-ioneja dissosioituessaan vesiliuoksissa
Lisäksi pohjan ominaispiirteitä ovat liukas saippuamainen tunne ja kitkerä maku. Nämä yhdisteet voivat reagoida happojen kanssa neutraloidakseen niitä. Emäksillä on kaksi päämuotoa vahvoina ja heikkoina emäksinä. Vahvat emäkset ovat sellaisia, jotka voivat ionisoitua täysin vesiliuoksessa, kun taas heikko emäs on yhdiste, joka ionisoituu osittain.
Mitä eroa on nukleotidilla ja emäksellä?
Nukleotidit ja emäkset ovat kaksi eri yhdistettä, mutta ne ovat myös sukulaisia, koska nukleotidit sisältävät typpipitoisen emäksen. Typpipitoinen emäs on osa nukleotidia. Siksi avainero nukleotidin ja emäksen välillä on, että nukleotidi on typpipitoinen emäs, joka muodostaa nukleiinihapon rakenteen, kun taas emäs on mikä tahansa yhdiste, jolla on vapautuva hydroksidi-ioni tai joka hyväksyy protonin tai luovuttaa yksinäisen elektroniparin.
Lisäksi typpipitoinen emäs nukleotidissa on heterosyklinen rengas, joka sisältää typpeä. Tämän lisäksi nukleotidissa on myös pentoosisokeri ja fosfaattiryhmä. Emäs on kuitenkin tärkein ja toiminnallinen nukleotidien yksikkö DNA:ssa tai RNA:ssa. Alla oleva infografiikka nukleotidin ja emäksen eroista kuvaa näitä eroja yksityiskohtaisemmin.
Yhteenveto – Nukleotidi vs. emäs
Nukleotidit ja emäkset ovat kaksi eri yhdistettä. Nukleotideilla on kuitenkin myös osa, joka on emäs. avainero nukleotidin ja emäksen välillä on, että nukleotidi on typpipitoinen emäs, joka muodostaa nukleiinihapon rakenteen, kun taas emäs on mikä tahansa yhdiste, jolla on vapautuva hydroksidi-ioni tai yksinäinen elektronipari tai yhdiste, joka voi hyväksyä protoneja.
