alt

Nucleotiden

Gepubliceerd op: 08-04-2021

STRUCTUUR

Een nucleotide bestaat uit drie hoofdcomponenten:

  • een nucleobase (een purine of een pyrimidine)
  • een pentose (suiker met vijf koolstofatomen)
  • één tot drie fosfaatgroepen

De meest voorkomende nucleotiden zijn verdeeld in twee groepen, namelijk purines en pyrimidines. Deze verdeling is gebaseerd op de constructie van hun stikstofhoudende basen; purine basen zijn adenine (A) en guanine (G), pyrimidine basen zijn cytosine (C), thymine (T) en uracil (U).

 

FUNCTIE

Nucleotiden zijn bio-organische verbindingen en het meest bekend als de bouwstenen van DNA en RNA. Daarnaast hebben ze ook belangrijke, regulerende functies in het metabolisme van de cel. Nucleotiden zijn bijvoorbeeld in staat om energie te leveren aan reacties (zoals de hydrolyse van ATP tot ADP) en om aan signaaltransductie te doen (cAMP).

De nucleobasen maken ook onderdeel uit van belangrijke co-enzymen, zoals co-enzym A, FAD, riboflavine-5'-fosfaat en NADP+. 

 

De adenosinereceptoren zijn een klasse van purinerge G-eiwitgekoppelde receptoren met adenosine als het endogene ligand. Er zijn vier typen adenosinereceptoren bij de mens bekend: A1, A2A, A2B en A3. Elk type adenosinereceptor heeft verschillende functies; zoals het spelen van een rol in de hartfunctie (myocardiaal zuurstofverbruik en coronaire bloedstroom) en bredere anti-inflammatoire effecten in het hele lichaam. Verder spelen ze ook belangrijke rollen in de hersenen, reguleren de afgifte van andere neurotransmitters zoals dopamine en glutamaat, en zijn perifeer betrokken bij processen zoals ontstekingen en immuunreacties.

 

Guanosine is een purine nucleoside en kan worden gefosforyleerd tot guanosinemonofosfaat (GMP), cyclisch guanosinemonofosfaat (cGMP), guanosinedifosfaat (GDP), en guanosinetrifosfaat (GTP). Deze vormen spelen een belangrijke rol in verschillende biochemische processen, zoals de synthese van nucleïnezuren en eiwitten, fotosynthese, spiercontractie en intracellulaire signaaltransductie (cGMP).

 

Cytosine kan worden aangetroffen als onderdeel van DNA, RNA of als deel van een nucleotide. Als cytidinetrifosfaat (CTP) kan het fungeren als een co-factor voor enzymen, en kan het een fosfaat overdragen om adenosinedifosfaat (ADP) om te zetten in adenosinetrifosfaat (ATP).

 

Thymine is ook bekend als 5-methyluracil, een pyrimidine nucleobase. In RNA wordt thymine vervangen door de nucleobase uracil. Thymidine kan worden gefosforyleerd met maximaal drie fosforzuurgroepen, waarbij dTMP (desoxythymidinemonofosfaat), dTDP, of dTTP (voor respectievelijk de di- en tri-fosfaten) ontstaan. Desoxythymidine is niet giftig en als onderdeel van een van de vier nucleosiden in DNA is het een natuurlijk voorkomende verbinding die in alle levende organismen voorkomt. Het is het DNA-nucleoside T, dat paart met desoxyadenosine (A) in dubbelstrengs-DNA. In plaats van thymidine bevat RNA uridine (uracil gebonden aan ribose). Uracil lijkt chemisch sterk op thymine, dat ook bekend staat als 5-methyluracil. In de celbiologie wordt het gebruikt om de cellen in de G1/vroege S-fase te synchroniseren. Thymidine komt bijna uitsluitend voor in DNA, maar ook in de T-lus van tRNA.

 

Uracil is een van de vier nucleobasen in het nucleïnezuur RNA. In DNA wordt de nucleobase uracil vervangen door thymine. Uracil is een gedemethyleerde vorm van thymine.

Uracil wordt in het lichaam gebruikt om te helpen bij de synthese van veel enzymen die nodig zijn voor de celfunctie. Uracil dient als regulator en co-enzym. UDP en UTP reguleren de activiteit van CPSase II. UDP-glucose regelt de omzetting van glucose in galactose in de lever en andere weefsels in het proces van koolhydraatmetabolisme. Uracil is ook betrokken bij de biosynthese van polysacchariden en het transport van aldehyde-suikers. Uracil is belangrijk voor de ontgifting van veel carcinogenen, bijvoorbeeld die welke in tabaksrook worden aangetroffen. Uracil is ook nodig voor de ontgifting van veel drugs, zoals cannabinoïden (THC) en morfine (opioïden). Het kan ook het risico op kanker licht verhogen in ongebruikelijke gevallen waarin het lichaam een extreem tekort aan foliumzuur heeft.

 

VOEDING

Nucleotiden worden gevonden in lage niveaus met een lage biologische beschikbaarheid in onze huidige, moderne voeding. Meer dan 80% van de nucleotiden, die afkomstig zijn van voedsel, zijn van de purinevorm. Dit betekent dat een tekort aan nucleotiden in de voeding over het algemeen de pyrimidinevorm heeft. De opname van nucleotiden uit voedsel is beperkt omdat nucleïnezuren in de cellen goed beschermd zijn. Er is slechts 5-15% opname uit voedsel. Nucleotiden die vrij (onbeschermd) beschikbaar zijn, hebben een veel betere opname in de darm. Hun opname is 80-90%. Plantaardige voeding bevat hoofdzakelijk de purine basen. De consumptie van steeds minder dierlijke eiwitten roept de vraag op of dit voor iedereen een gezonde keuze is. 

 

Het onderzoek naar de rol van nucleotiden bij het goed functioneren van verschillende orgaansystemen, zoals het maagdarmstelsel en het immuunsysteem, levert interessante inzichten op. De meeste vitale systemen van ons lichaam zijn afhankelijk van de snelle aanmaak van nieuwe cellen om effectief te kunnen functioneren, vooral onder stressomstandigheden. Het belang van een evenwichtige en gebalanceerde aanvoer van alle nucleotiden (in voeding of in vrije onbeschermde en geconcentreerde vorm) is essentieel voor de natuurlijke proliferatie van bepaalde soorten cellen; o.a. lymfocyten, erytrocyten, darmcellen, een gezond microbioom (www.nucleotides4health.org).

 

Effecten van nucleotiden op darmcellen

Binnen 3 weken:

  • 25% hogere villi
  • toename in slijmvliesoppervlak van de darm