Branduolinės bazės

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

DNR, sudarančioje dvigubą sruogą, panašią į virves, 4 vykstančios branduolinės bazės sudaro vandenilio tiltais kietas poras su atitinkama komplementaria baze. Branduolio bazes 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 pagrindinės purino struktūros biciklinio šešių ir penkių narių žiedo, todėl jie taip pat vadinami purino bazėmis. Kitų dviejų branduolių bazių, citozino ir timino, pagrindinę struktūrą sudaro heterociklinis aromatinis šešiabriaunis 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. Skirtumas tik 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 fosfato liekana, kad būtų sudaryti vadinamieji nukleotidai.

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

Funkcija, poveikis ir užduotys

Viena iš svarbiausių nukleobazių, iš kurių statomos dvigubos DNR grandinės, funkcijos yra parodyti buvimą numatytoje vietoje.

Nukleobazių seka atitinka genetinį kodą ir nusako aminorūgščių, iš kurių sudaryti baltymai, tipą ir seką. Tai reiškia, kad svarbiausią branduolio bazių, kaip DNR dalies, funkciją sudaro pasyvus, statinis vaidmuo, t.y., jie aktyviai nesikiša į metabolizmą 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 aminorūgščių, iš kurių susidaro, atrankos ir sekos pagrindas. numatyti baltymai yra surenkami. Kita nukleininė bazė, dihidrouracilis, atsiranda tik vadinamojoje transportavimo RNR (tRNR), kuri naudojama aminorūgščių transportavimui baltymų sintezės metu.

Kai kurios nukleobazės atlieka visiškai kitokią funkciją kaip fermentų dalis, kurie aktyviai kataliziškai įgalina ir kontroliuoja tam tikrus biocheminius procesus. Adeninas geriausiai atlieka savo žinomą ląstelių energijos balanso nukleotido funkciją. 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

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

Todėl pirmenybė teikiama nukleorūgščių atkūrimui perdirbant, pvz. B. skaidydamas baltymus, turinčius tam tikrų junginių, kuriuos galima 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. Kaip DNR ir RNR komponentas ir kaip tam tikrų fermentų komponentas, nukleorūgštys arba jų nukleozidai taip pat yra grįžtamai fosforilinami iš vienos iki trijų fosfatų 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 organizmas negali pašalinti 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. atgal į genetinį x chromosomos defektą. Dėl genetinio defekto purino bazių hipoksantinas ir guaninas negali būti perdirbami, o tai galiausiai skatina šlapimo akmenų ir podagros susidarymą sąnariuose.