Опћенитост
Азотне базе су ароматична хетероциклична органска једињења, која садрже атоме азота, која учествују у конституисању нуклеотида.
Плодови једињења азотне базе, пентозе (тј. Шећера са 5 атома угљеника) и фосфатне групе, нуклеотиди су молекуларне јединице које чине ДНК и РНК нуклеинских киселина.
У ДНК, азотне базе су: аденин, гванин, цитозин и тимин; у "РНК су исти, осим тимина, на чијем месту је ц" азотна база која се зове урацил.
За разлику од РНК, азотне базе ДНК формирају парове или парове база.Присуство таквог упаривања је могуће јер ДНК има дволанчану структуру нуклеотида.
Експресија гена зависи од секвенце азотних база спојених са нуклеотидима ДНК.
Шта су азотне базе?
Азотне базе су органски молекули који садрже азот, који учествују у изградњи нуклеотида.
Сваки од азотне базе, 5-угљеничног шећера (пентоза) и фосфатне групе, нуклеотиди су молекуларне јединице које чине ДНК и РНК нуклеинских киселина.
ДНК и РНК нуклеинских киселина су биолошке макромолекуле, од којих зависи развој и правилно функционисање ћелија живог бића.
АЗОТОВНЕ БАЗЕ НУКЛЕИНСКИХ КИСЕЛИНА
Азотне базе које чине нуклеинске киселине ДНК и РНК су: аденин, гванин, цитозин, тимин и урацил.
Аденин, гванин и цитозин су заједнички за обе нуклеинске киселине, односно део су и нуклеотида ДНК и нуклеотида РНК. Тимин је ексклузиван за ДНК, док је урацил ексклузиван за РНК.
Укратко резимирајући, дакле, азотне базе које творе нуклеинску киселину (била то ДНК или РНК) припадају 4 различита типа.
СКРАЋЕНИЦЕ БАЗИЧНИХ БАЗА
Хемичари и биолози сматрали су за сходно скраћивање назива азотних база једним словом абецеде. На овај начин су олакшали и убрзали представљање и опис нуклеинских киселина у текстовима.
Л "аденин се поклапа са великим словом А; гванин са великим словом Г; цитозин са великим словом Ц; тимин са великим словом Т; на крају, л" урацил са великим словом У.
Класе и структура
Постоје две класе азотних база: класа азотних база које потичу од пиримидина и класа азотних база које потичу од пурина.
Слика: генеричка хемијска структура пиримидина и пурина.
Азотне базе које потичу од пиримидина познате су и под алтернативним именима: пиримидинске или пиримидинске азотне базе; док су азотне базе које потичу од пурина познате и са алтернативним терминима: пурин или пуринске азотне базе.
Цитозин, тимин и урацил припадају класи пиримидинских азотних база; аденин и гванин, са друге стране, чине класу пуринских азотних база.
Примери деривата пурина, осим азотних база ДНК и РНК
Међу дериватима пурина постоје и органска једињења која нису азотне базе ДНК и РНК. На пример, једињења попут кофеина, ксантина, хипоксантина, теобромина и мокраћне киселине спадају у горњу категорију.
ШТА СУ БАЗЕ АЗОТЕКА СА ХЕМИЈСКОГ СТАНИШТА?
Органски хемичари дефинишу азотне базе и све деривате пурина и пиримидина као ароматична хетероциклична једињења.
- Хетероциклично једињење је органско прстенасто (или циклично) једињење које у горе поменутом прстену има један или више атома осим угљеника. У случају пурина и пиримидина, други атоми осим угљеника су атоми азота.
- Ароматично једињење је органско једињење у прстену које има структурне и функционалне карактеристике сличне онима бензена.
СТРУКТУРА
Слика: хемијска структура бензена.
Хемијска структура азотних база изведених из пиримидина састоји се углавном од једног прстена са 6 атома, од којих су 4 угљеника и 2 азота.
У ствари, азотна база пиримидина је пиримидин са једним или више супституената (тј. Једним атомом или групом атома) везаним за један од атома угљеника у прстену.
С друге стране, хемијска структура азотних база изведених из пурина састоји се углавном од двоструког прстена са 9 укупних атома, од којих је 5 угљеника, а 4 азота. Горе поменути двоструки прстен са укупно 9 атома потиче од фузије пиридиминског прстена (тј. Пиримидинског прстена) са имидазолним прстеном (тј. Имидазолским прстеном, другим хетероцикличним органским једињењем).
Слика: структура имидазола.
Као што је познато, пиримидински прстен садржи 6 атома; док имидазолни прстен садржи 5. Са фузијом два прстена стављају заједничка два атома угљеника и то објашњава зашто коначна структура садржи, конкретно, 9 атома.
ПОЛОЖАЈ АТОМА АЗОТА У ПУРИНИМА И ПИРИМИДИНИМА
Да би поједноставили проучавање и опис органских молекула, органски хемичари су размишљали да доделе идентификациони број угљенима и свим осталим атомима носећих структура. Нумерација увек почиње од 1, заснована је на врло специфичним критеријумима за додељивање (које је овде боље изоставити) и служи за утврђивање положаја сваког атома у молекулу.
За пиримидине, критеријуми нумеричког додељивања утврђују да 2 атома азота заузимају положај 1 и положај 3, док се 4 атома угљеника налазе у позицијама 2, 4, 5 и 6.
За пурине, с друге стране, критеријуми нумеричког додељивања утврђују да 4 атома азота заузимају положаје 1, 3, 7 и 9, док се 5 атома угљеника налазе у позицијама 2, 4, 5, 6 и 8.
Положај у нуклеотидима
Азотна база нуклеотида увек се придружује угљенику у положају 1 одговарајуће пентозе, кроз ковалентну Н-гликозидну везу.
Нарочито,
- Тхе азотне базе које потичу од пиримидина они формирају Н-гликозидну везу, преко свог азота у положају 1;
- Док азотне базе које потичу од пурина они формирају Н-гликозидну везу, преко свог азота на положају 9.
У хемијској структури нуклеотида пентоза представља централни елемент за који се везују азотна база и фосфатна група.
Хемијска веза која повезује фосфатну групу са пентозом је фосфодиестерског типа и укључује кисеоник фосфатне групе и угљеник у положају 5 пентозе.
КАДА БАЗЕ ДУШИКА ОБЛИКУЈУ НУКЛЕОЗИД?
Комбинација азотне базе и пентозе формира органски молекул који добија назив нуклеозид.
Дакле, додавање фосфатне групе мења нуклеозиде у нуклеотиде.
Штавише, према одређеној дефиницији нуклеотида, ова органска једињења би била "нуклеозиди који имају једну или више фосфатних група везаних за угљеник 5 саставне пентозе".
Организација у ДНК
ДНК или деоксирибонуклеинска киселина је велики биолошки молекул који се састоји од два веома дугачка ланца нуклеотида (или полинуклеотидних ланаца).
Ови полинуклеотидни филаменти имају неке карактеристике које заслужују посебно помињање јер такође блиско утичу на азотне базе:
- Они су међусобно сједињени.
- Оријентисани су у супротним смеровима ("антипаралелни филаменти").
- Обавијају се једно око другог, као да су две спирале.
- Нуклеотиди који их сачињавају имају такав распоред, тако да су азотне базе оријентисане према централној оси сваке спирале, док пентозе и фосфатне групе чине спољну скелу потоње.
Јединствени распоред нуклеотида доводи до тога да се свака азотна база једне од две полинуклеотидне нити, преко водоникових веза, придружи азотној бази присутној на другој нити. Ово сједињење, дакле, ствара упаривање база, повезујући биолошке и генетичаре назовите упаривањем или базним паром.
Поц "заиста је потврђено да су две нити спојене: да би се одредило сједињење постоје везе које постоје између различитих азотних база два полинуклеотидна влакна.
ПОЈАМ ДОПУЊЕНОСТИ ИЗМЕЂУ АЗОТОВИХ БАЗА
Проучавајући структуру ДНК, истраживачи су открили да је упаривање између азотних база веома специфично. У ствари, приметили су да се аденин везује само за тимин, док се цитозин везује само за гванин.
У светлу овог открића, они су сковали израз „комплементарност између азотних база“, како би указали на једнозначну везу између аденина са тимином и цитозина са гванином.
Идентификација комплементарног упаривања између азотних база представљала је камен темељац за објашњење физичких димензија ДНК и посебне стабилности коју уживају два полинуклеотидна ланца.
Амерички биолог Јамес Ватсон и енглески биолог Францис Црицк, 1953. године, дали су одлучујући допринос открићу структуре ДНК (од „спиралног намотавања два полинуклеотидна ланца“ до упаривања између комплементарних азотних база).
Формулацијом такозваног „модела двоструке спирале“, Вотсон и Црицк су имали „невероватну интуицију, која је представљала епохалну прекретницу у области молекуларне биологије и генетике.
У ствари, откриће тачне структуре ДНК омогућило је проучавање и разумевање биолошких процеса који укључују деоксирибонуклеинску киселину: од начина на који се РНК реплицира или формира до начина на који ствара протеине.
ВЕЗЕ КОЈЕ ЗАЈЕДНО ВЕЗУЈУ ПАРОВЕ БАЗА АЗОТЕКА
За уједињавање две азотне базе у молекулу ДНК, формирајући комплементарне парове, постоји низ хемијских веза, познатих као водоничне везе.
Аденин и тимин међусобно делују помоћу две водоничне везе, док гванин и цитозин помоћу три водоничне везе.
КОЛИКО ПАРОВА БАЗА ДУШИКА САДРЖИ МОЛЕКУЛ ЉУДСКЕ ДНК?
Генерички молекул људске ДНК садржи око 3,3 милијарде азотних парова база, што је око 3,3 милијарде нуклеотида по ланцу.
Слика: хемијска интеракција између аденина и тимина и између гванина и цитозина. Читалац може запазити положај и број водоничних веза које држе заједно азотне базе два полинуклеотидна ланца.
Организација у РНК
За разлику од ДНК, РНК или рибонуклеинска киселина је нуклеинска киселина која се обично састоји од једне нити нуклеотида.
Због тога су азотне базе које га чине "неупарене".
Међутим, треба истаћи да недостатак комплементарне ланце азотне базе не искључује могућност да се азотне базе РНК могу упарити као и ДНК.
Другим речима, азотне базе једног ланца РНК могу се упарити, у складу са законима комплементарности између азотних база, баш као и азотне базе ДНК.
Комплементарно упаривање између азотних база два различита молекула РНК основа је важног процеса синтезе протеина (или синтезе протеина).
УРАЦИЛИЛ ЗАМЈЕНУЈЕ ТИМИНУ
У "РНК", урацил замењује тимин ДНК не само у структури, већ и у комплементарном упаривању: у ствари, то је азотна база која се специфично везује за аденин, када се два различита молекула РНК појављују за функционалне разлога.
Биолошка улога
Експресија гена зависи од секвенце азотних база спојених са нуклеотидима ДНК. Гени су мање -више дуги сегменти ДНК (дакле сегменти нуклеотида), који садрже информације неопходне за синтезу протеина. Сачињене од аминокиселина, протеини, они су биолошки макромолекули, који играју фундаменталну улогу у регулацији ћелијских механизама организма.
Азотна базна секвенца датог гена одређује аминокиселинску секвенцу сродног протеина.
.jpg)
