genera
De kvävebaserade baserna är aromatiska heterocykliska organiska föreningar innehållande kväveatomer, som deltar i bildandet av nukleotider.
Frukt av föreningen av en kvävebas, en pentos (dvs ett socker med 5 kolatomer) och en fosfatgrupp, nukleotider är molekylenheterna som utgör nukleinsyrorna DNA och RNA.
I DNA är kvävebaserna: adenin, guanin, cytosin och tymin; i RNA är de samma, med undantag för tymin, på vars plats det finns en kvävebas som kallas uracil.
Till skillnad från de hos RNA bildar de kvävebaserade baserna av DNA parning eller baspar. Närvaron av dessa parning är möjlig eftersom DNA-en har en dubbelsträngad nukleotidstruktur.
Genuttryck beror på sekvensen av kvävebaser kombinerade med DNA-nukleotider.
Vad är kvävebaser?
De kvävebaserade baserna är de organiska molekylerna, innehållande kväve, som deltar i bildandet av nukleotider .
Var och en bildad från en kvävebas, ett socker med 5 kolatomer (pentos) och en fosfatgrupp är nukleotider molekylenheterna som utgör nukleinsyrorna DNA och RNA .
Nukleinsyrorna DNA och RNA är de biologiska makromolekylerna, på vilka utveckling och korrekta funktion av cellerna i ett levande väsen är beroende.
NITROGEN BASER AV NUCLEINSYRA
De kvävebaserade baserna som utgör nukleinsyrorna DNA och RNA är: adenin, guanin, cytosin, tymin och uracil .
Adenin, guanin och cytosin är gemensamma för båda nukleinsyrorna, dvs de är en del av både DNA-nukleotider och RNA-nukleotider. Thymine är exklusivt för DNA, medan uracil är exklusivt för RNA .
När man gör en kort sammanfattning hör de kvävebaser som bildar en nukleinsyra (det vill säga DNA eller RNA) till 4 olika typer.
FÖRKORTNINGAR AV NITROGEN BASER
Kemister och biologer ansåg det lämpligt att förkorta namnen på kvävebaserna med ett enstaka bokstav i alfabetet. På så sätt har de gjort föreställningen och beskrivningen av nukleinsyror på texter enklare och snabbare.
Adeninen sammanfaller med huvudbokstäverna A; guanin med bokstaven G; cytosin med en bokstav C; Tymin med huvudbokstäverna T; Slutligen, uracilen med bokstaven U.
Klasser och struktur
Det finns två klasser kvävebaser: klassen av kvävebaserna som härrör från pyrimidin och klassen av kvävebaserna som härrör från purinen .
Figur: Generisk kemisk struktur av en pyrimidin och en purin.
De kvävebaser som härrör från pyrimidin är också kända med de alternativa namnen på: pyrimidin eller pyrimidin kvävebaser ; medan de kvävebaserade baserna som härrör från purinen också är kända med alternativa ord av: purin eller purin kvävebaser .
Cytosin, tymin och uracil hör till klassen av pyrimidinkväveformiga baser; adenin och guanin utgör däremot klassen av purintäta kvävebaser.
Exempel på purinderivat, andra än kvävebaserna av DNA och RNA
Bland purinderivaten finns också organiska föreningar som inte är kvävebaserade baser av DNA och RNA. Exempelvis faller föreningar såsom koffein, xantin, hypoxantin, teobromin och urinsyra i denna kategori.
VAD ÄR AZOTE BASER FRÅN DEN KEMISKA VÄGSPUNKTEN?
Organiska kemiker definierar kvävebaserna och alla purin- och pyrimidinderivaten som heterocykliska aromatiska föreningar .
- En heterocyklisk förening är en organisk ring (eller cyklisk) förening som i ovan nämnda ring har en eller flera atomer andra än kol. När det gäller puriner och pyrimidiner är andra atomer än kolatomer kväveatomer.
- En aromatisk förening är en ringformig organisk förening som har strukturella och funktionella egenskaper som liknar bensenens.
STRUKTUR
Figur: kemisk struktur av bensen.
Den kemiska strukturen hos kvävebaserna härrörande från pyrimidin består huvudsakligen av en enda ring med 6 atomer, varav 4 är kol och 2 är kväve.
Faktum är att en pyrimidinkväveformig bas är en pyrimidin med en eller flera substituenter (dvs. en enda atom eller en grupp av atomer) bundna till en av ringens kolatomer.
I motsats härtill består den kemiska strukturen av kvävebaserna härrörande från purinen huvudsakligen i en dubbelring med 9 totala atomer, varav 5 är kolatomer och varav 4 är kväve. Ovannämnda dubbelring med 9 totala atomer härrör från sammansmältningen av en pyridiminisk ring (dvs pyrimidinringen) med en imidazolring (dvs ringen av imidazol, en annan organisk heterocyklisk förening).
Figur: imidazolstruktur.
Såsom är känt innehåller pyrimidinringen 6 atomer; medan imidazolringen innehåller 5. Med fusion delar de två ringarna två kolatomer var och en och detta förklarar varför den slutliga strukturen innehåller specifikt 9 atomer.
PLATS AV NITROGEN ATOMER I PURIN OCH PYRIMIDIN
För att förenkla studien och beskrivningen av organiska molekyler har organiska kemister tänkt på att ange ett identifikationsnummer till kolerna och till alla andra atomer av bärande strukturer. Numreringen börjar alltid från 1, den är baserad på mycket specifika uppdragskriterier (som här är bättre att utelämna) och tjänar till att fastställa positionen för varje atom inom molekylen.
För pyrimidiner fastställer de numeriska uppdragskriterierna att de 2 kväveatomerna upptar position 1 och position 3 medan de 4 kolatomerna ligger i positionerna 2, 4, 5 och 6.
För puriner anger å andra sidan att de 4 kväveatomerna upptar positionerna 1, 3, 7 och 9 medan de 5 kolatomerna ligger i positionerna 2, 4, 5, 6 och 8.
Position i nukleotider
Den kvävebaserade basen av en nukleotid förenar alltid kolet i position 1 av motsvarande pentos genom en kovalent N-glykosidbindning .
specifikt,
- De kvävebaserade baserna som härrör från pyrimidin bildar N-glykosidbindningen, genom kvävet i position 1 ;
- Medan de kvävebaser som härrör från purinen bildar N-glykosidbindningen, genom kvävet i position 9 .
I den kemiska strukturen av nukleotider representerar pentosen det centrala elementet, till vilket den kvävebaserade basen och fosfatgruppen binder.
Den kemiska bindningen som förenar fosfatgruppen till pentosen är av fosfodiestertypen och involverar ett syre av fosfatgruppen och kolet i position 5 i pentosen.
När AZOTE-baserna bildar en nukleosid?
Kombinationen av en kvävebas och en pentos bildar en organisk molekyl som heter nukleosid .
Således är det tillsatsen av fosfatgruppen som ändrar nukleosider till nukleotider.
Enligt en specifik definition av nukleotider skulle dessutom dessa organiska föreningar vara "nukleosider som har en eller flera fosfatgrupper kopplade till kol 5 i den ingående pentosen".
Organisation i DNA
DNA eller deoxiribonukleinsyra är en stor biologisk molekyl bildad av två mycket långa strängar av nukleotider (eller polynukleotidfilament ).
Dessa polynukleotidfilament har vissa egenskaper som förtjänar ett speciellt omnämnande eftersom de också nära berör de kvävebaserade baserna:
- De förenas.
- De är orienterade i motsatta riktningar ("antiparallella filament").
- De sveper varandra, som om de var två spiraler.
- De nukleotider som utgör dem har en sådan disposition att de kvävebaserade baserna är orienterade mot varje spirals centrala axel, medan pentoserna och fosfatgrupperna bildar den yttre ställningen av den senare.
Det singulära arrangemanget av nukleotiderna medför att varje kvävebas av en av de två polynukleotidfilamenten förenar genom vätebindningar till en kvävebas som är närvarande på den andra filamenten. Denna union skapar därför en kombination av baser, kombinationer som biologiska och genetiker kallar parning eller ett par baser .
Det har nämnts ovan att de två filamenten är sammanfogade: det är bindningarna mellan de olika kvävebaserna av de två polynukleotidfilamenten som bestämmer deras fackförening.
BEGREPP AV KOMPLETTERANDE MELLAN BASERADE BASER
Genom att studera DNA-strukturen insåg forskarna att parning av kvävebaser är mycket specifik . Faktum är att de märkt att adenin endast förenas med tymin, medan cytosin binder endast till guanin.
I ljuset av denna upptäckt myntade de termen " komplementaritet mellan kvävebaserna " för att indikera den univokala bindningen av adenin med tymin och cytosin med guanin.
Identifikationen av komplementär parning mellan kvävebaserna var nyckeln till att förklara de fysiska dimensionerna av DNA och den speciella stabiliteten som de två polynukleotidfilamenten åtnjuter.
Ett avgörande bidrag till upptäckten av DNA-strukturen (från spiralveckningen av de två polynukleotidsträngarna till parning av komplementära kvävebaser) gavs av den amerikanska biologen James Watson och den engelska biologen Francis Crick, 1953.
Med formuleringen av den så kallade " dubbelhelixmodellen " hade Watson och Crick en otrolig intuition, som representerade en epokal vändpunkt inom molekylärbiologi och genetik.
Faktum är att upptäckten av den exakta DNA-strukturen gjorde det möjligt att studera och förstå de biologiska processerna som ser deoxiribonukleinsyra som huvudpersonen: från hur RNA replikeras eller formas till hur det genererar proteiner.
De band som håller koppar av lungbaser tillsammans
Sammanfogning av två kvävebaser i en DNA-molekyl som bildar komplementär parning är en serie av kemiska bindningar, kända som vätebindningar .
Adenin och tymin interagerar med varandra med hjälp av två vätebindningar, medan guanin och cytosin med hjälp av tre vätebindningar.
Hur många koppar AZOTATE BASES INNEHÅLLER EN MÄNNISK DNA-MOLECULE?
En generisk human DNA-molekyl innehåller cirka 3, 3 miljarder basiska kvävepar, vilka är ca 3, 3 miljarder nukleotider per filament.
Figur: kemisk interaktion mellan adenin och tymin och mellan guanin och cytosin. Läsaren kan notera läget och antalet vätebindningar som håller samman kvävebaserna av två polynukleotidfilament.
Organisation i RNA
Till skillnad från DNA, RNA eller ribonukleinsyra är en nukleinsyra vanligtvis sammansatt av en enda sträng av nukleotider.
Därför är de kvävebaser som utgör den "unpaired".
Det bör emellertid påpekas att avsaknaden av en komplementär kvävebassträng inte utesluter möjligheten att RNA-kvävebaserna kan verka som de hos DNA.
Med andra ord kan de kvävebaserade baserna av ett enda RNA-filament matcha, enligt lagarna av komplementaritet mellan kvävebaser, exakt som de kvävebaserade baserna av DNA.
Komplementärparingen mellan kvävebaserna av två distinkta RNA-molekyler är grunden för den viktiga processen för proteinsyntes (eller proteinsyntes ).
URACILE BYTE TIMINA
I RNA ersätter uracil DNA-tymin, inte bara i struktur utan även i komplementär parning: det är faktiskt den kvävebas som binder specifikt till adenin när två separata RNA-molekyler uppträder av funktionella skäl.
Biologisk roll
Expressionen av generna beror på sekvensen av kvävebaser förenade med DNA-nukleotiderna. Gener är mer eller mindre långa segment av DNA (dvs nukleotidsegment), som innehåller den information som är väsentlig för proteinsyntesen. Består av aminosyror, proteiner är biologiska makromolekyler, som spelar en grundläggande roll för att reglera cellmekanismerna hos en organism.
Sekvensen av kvävebaserna av en given gen specificerar aminosyrasekvensen för det besläktade proteinet.
