Branduolinės bazės

Branduolinės bazės yra statybiniai blokai, iš kurių sudarytos ilgos DNR ir RNR molekulių grandinės fosforilinto nukleotido pavidalu.

DNR, sudarančioje dvigubas gijas, panašias į virves, keturios nukleotinės bazės sudaro vandenilio tiltais tvirtas poras su atitinkama komplementarine baze. Nukleobazes sudaro biciklinis purinas arba monociklinis pirimidino skeletas.

Kas yra nukleo bazės?

4 branduolių bazės adeninas, guaninas, citozinas ir timinas, kaip ilgųjų DNR dvigubos spiralės molekulių grandinių statybiniai blokai, sudaro nuolatines adenino-timino (A-T) ir guanino-citozino (G-C) poras.

Dvi bazės adeninas ir guaninas susideda iš modifikuoto biciklinio šešių ir penkių pagrindinės purino struktūros žiedų, todėl jie taip pat vadinami purino bazėmis. Kitų dviejų branduolinių bazių, citozino ir timino, pagrindinę struktūrą sudaro heterociklinis aromatinis šešių narių žiedas, kuris atitinka modifikuotą pirimidino skeletą, todėl jie taip pat vadinami pirimidino bazėmis. Kadangi RNR dažniausiai yra pavienių sruogų, iš pradžių bazių porų nėra. Tai vyksta tik replikacijos metu per mRNR (pasiuntinio RNR).

RNR grandinės kopiją sudaro papildomos nukleobazės, analogiškos antrajai DNR grandinei. Vienintelis skirtumas yra tas, kad uracilas yra pakeičiamas timinu RNR. DNR ir RNR grandinės molekulės grynos formos nesudaro nukleobazės, veikiau, DNR atveju jos sujungiamos su 5-cukraus dezoksiriboze ir sudaro atitinkamą nukleozidą. RNR atveju cukraus grupę sudaro ribozė. Be to, nukleozidai fosforilinami į vadinamuosius nukleotidus su fosfato liekana.

Purino bazės hipoksantinas ir ksantinas, kurie taip pat randami DNR ir RNR, atitinka modifikuotą timiną. Iš adenino susidaro hipoksantinas, pakeičiant amino grupę (-NH3) hidroksilo grupe (-OH), o ksantinas susidaro iš guanino. Abi nukleobazės neprisideda prie genetinės informacijos perdavimo.

Funkcija, poveikis ir užduotys

Viena iš svarbiausių branduolinių bazių, kurios sudaro dvigubas DNR grandines, funkcijos yra parodyti buvimą numatytoje padėtyje.

Nukleobazių seka atitinka genetinį kodą ir nusako aminorūgščių, iš kurių sudaryti baltymai, tipą ir seką. Tai reiškia, kad svarbiausią nukleobazių, kaip DNR dalies, funkciją sudaro pasyvus, statinis vaidmuo, t.y., jie aktyviai nesikiša į medžiagų apykaitą ir jų biocheminę struktūrą nekeičia messenger RNR (mRNR) skaitymo proceso metu. Tai iš dalies paaiškina DNR ilgaamžiškumą.

Mitochondrijų DNR (mtDNR) pusinės eliminacijos laikas, per kurį ištirpsta pusė iš pradžių egzistavusių jungčių tarp nukleobazių, labai priklauso nuo aplinkos sąlygų ir svyruoja tarp maždaug 520 metų, esant vidutinėms sąlygoms, esant teigiamai temperatūrai, ir iki 150 000 metų, esant amžinam šalčiui. .

Kaip RNR dalis, nukleobazės vaidina šiek tiek aktyvesnį vaidmenį. Iš esmės, kai ląstelės dalijasi, DNR dvigubos sruogos yra suskaidomos ir atskirtos viena nuo kitos, kad būtų galima suformuoti papildomą grandinę - mRNR, kuri, taip sakant, sudaro darbinę genetinės medžiagos kopiją ir yra amino rūgščių, iš kurių susidaro, atrankos ir sekos pagrindas. numatyti baltymai yra surenkami. Kita nukleininė bazė, dihidrouracilis, randama tik vadinamojoje transportavimo RNR (tRNR), kuri naudojama aminorūgštims pernešti baltymų sintezės metu.

Kai kurios nukleobazės atlieka visiškai kitokią funkciją kaip fermentų, kurie aktyviai kataliziškai įgalina ir kontroliuoja tam tikrus biocheminius procesus, dalis. Adeninas vykdo savo geriausiai žinomą užduotį kaip ląstelių energijos balanso nukleotidas. Adeninas vaidina svarbų elektronų donoro vaidmenį kaip adenozino difosfatas (ADP) ir adenozino trifosfatas (ATP), taip pat nikotinamido adenino dinukleotido (NAD) komponentas.

Išsilavinimas, atsiradimas, savybės ir optimalios vertės

Nefosforilinto pavidalo, branduolio bazes sudaro tik anglis, vandenilis ir deguonis - visur esančios ir laisvai prieinamos medžiagos. Taigi kūnas sugeba pats sintetinti nukleobazes, tačiau procesas yra sudėtingas ir reikalauja daug energijos.

Todėl pirmenybė teikiama nukleorūgščių atkūrimui perdirbant, pvz. B. skaidydamasis baltymus, turinčius tam tikrus junginius, kurie gali būti išskirti ir paversti nukleorūgštimis mažai sunaudojant energijos ar net gaunant energiją. Nukleorūgštys paprastai organizme neatsiranda grynos formos, bet daugiausia kaip nukleozidai ar deoksinukleozidai su prijungta ribozės arba dezoksiribozės molekule. Nukleorūgštys arba jų nukleozidai, kaip DNR ir RNR komponentas ir kaip tam tikrų fermentų komponentai, yra fosforilinami taip, kad fosforizuotųsi nuo vienos iki trijų fosfato grupių (PO4-).

Etaloninė vertė optimaliam branduolinės bazės tiekimui neegzistuoja. Nukleobazių trūkumas ar perteklius gali būti nustatomas tik netiesiogiai dėl tam tikrų medžiagų apykaitos sutrikimų.

Ligos ir sutrikimai

Pavojai, trikdžiai ir rizika, susijusi su nukleobazėmis, yra DNR ar RNR grandinių skaičiaus ir sekos klaidos, dėl kurių pasikeičia baltymų sintezės kodavimas.

Jei kūnas negali ištaisyti gedimo naudodamas taisymo mechanizmus, tai yra biologiškai neaktyvių ar tinkamų naudoti baltymų sintezė, o tai savo ruožtu gali sukelti lengvus ar rimtus medžiagų apykaitos sutrikimus. Tai gali pvz. Yra genų mutacijų, kurios nuo pat pradžių gali sukelti simptomines ligas dėl medžiagų apykaitos sutrikimų, kurie gali būti nepagydomi. Bet net ir sveikame genome DNR ir RNR grandinių replikacijos metu gali atsirasti kopijavimo klaidų, kurios daro įtaką metabolizmui.

Žinomas metabolinis purino balanso sutrikimas yra z. B. grįžta prie genetinio defekto x chromosomoje. Dėl genetinio defekto purino bazių hipoksantinas ir guaninas negali būti perdirbami, o tai galiausiai skatina šlapimo akmenų ir podagros susidarymą sąnariuose.