De nitrogenholdige baser de er organiske forbindelser av heterosyklisk form, rike på nitrogen. De er en del av byggesteinene til nukleinsyrer og andre molekyler av biologisk interesse, slik som nukleosider, dinukleotider og intracellulære budbringere. Med andre ord er nitrogenholdige baser en del av enhetene som utgjør nukleinsyrer (RNA og DNA) og de andre nevnte molekylene..
Det er to hovedgrupper av nitrogenholdige baser: purin- eller purinbaser og pyrimidin- eller pyrimidinbaser. Adenin og guanin tilhører den første gruppen, mens tymin, cytosin og uracil er pyrimidinbaser. Vanligvis er disse basene betegnet med deres første bokstav: A, G, T, C og U.
Byggesteinene til DNA er A, G, T og C. I denne rekkefølgen av baser er all informasjon som er nødvendig for konstruksjon og utvikling av en levende organisme, kodet. I RNA er komponentene de samme, bare T erstattes av U.
Artikkelindeks
Nitrogenbaser er flate molekyler, av aromatisk og heterosyklisk type, som vanligvis er avledet fra puriner eller pyrimidiner..
Pyrimidinringen er seksleddet heterosykliske aromatiske ringer med to nitrogenatomer. Atomene er nummerert med urviseren.
Purinringen består av et to-ringssystem: den ene er strukturelt lik pyrimidinringen og den andre ligner imidazolringen. Disse ni atomene er smeltet sammen i en enkelt ring.
Pyrimidinringen er et flatt system, mens purinene avviker noe fra dette mønsteret. Det er rapportert om en liten krøll eller rynke mellom imidazolringen og pyrimidinringen..
I organisk kjemi, a aromatisk ring det er definert som et molekyl hvis elektroner fra dobbeltbindinger har fri sirkulasjon innenfor den sykliske strukturen. Mobiliteten til elektronene i ringen gir molekylet stabilitet - hvis vi sammenligner det med det samme molekylet - men med elektronene festet i dobbeltbindingen..
Den aromatiske naturen til dette ringsystemet gir dem muligheten til å oppleve et fenomen som kalles keto-enol tautomerisme..
Det vil si at puriner og pyrimidiner eksisterer i tautomere par. Keto tautomerer er dominerende ved nøytral pH for basene uracil, tymin og guanin. I kontrast er enolformen dominerende for cytosin, ved nøytral pH. Dette aspektet er viktig for dannelsen av hydrogenbindinger mellom basene..
En annen egenskap ved puriner og pyrimidiner er deres evne til sterkt å absorbere ultrafiolett lys (UV-lys). Dette absorpsjonsmønsteret er en direkte konsekvens av aromatisiteten til dens heterosykliske ringer..
Absorpsjonsspekteret har maksimalt nær 260 nm. Forskere bruker denne standarden for å kvantifisere mengden DNA i prøvene.
Takket være den sterke aromatiske karakteren til nitrogenholdige baser er disse molekylene praktisk talt uløselige i vann.
Selv om det er et stort antall nitrogenholdige baser, finner vi bare noen få naturlig i de cellulære miljøene til levende organismer..
De vanligste pyrimidinene er cytosin, uracil og tymin (5-metyluracil). Cytosin og tymin er pyrimidinene som vanligvis finnes i DNA-dobbeltspiralen, mens cytosin og uracil er vanlig i RNA. Merk at den eneste forskjellen mellom uracil og tymin er en metylgruppe ved karbon 5.
Tilsvarende er de vanligste purinene adenin (6-aminopurin) og guanin (2-amino-6-oksypurin). Disse forbindelsene er rikelig i både DNA- og RNA-molekylene..
Det er andre derivater av puriner som vi finner naturlig i cellen, inkludert xantin, hypoksantin og urinsyre. De to første kan finnes i nukleinsyrer, men på en veldig sjelden og spesifikk måte. I motsetning til dette blir urinsyre aldri funnet som en strukturell komponent i disse biomolekylene..
DNA-strukturen ble belyst av forskerne Watson og Crick. Takket være studien deres var det mulig å konkludere med at DNA er en dobbel helix. Den består av en lang kjede av nukleotider bundet av fosfodiesterbindinger, der fosfatgruppen danner en bro mellom hydroksylgruppene (-OH) i sukkerrestene.
Strukturen som vi nettopp har beskrevet ligner en stige sammen med sitt respektive rekkverk. De nitrogenholdige basene er analogene til trappene, som er gruppert i dobbeltspiralen ved hjelp av hydrogenbindinger.
I en hydrogenbro deler to elektronegative atomer et proton mellom basene. For dannelsen av en hydrogenbro er det nødvendig med deltakelse av et hydrogenatom med en liten positiv ladning og en akseptor med en liten negativ ladning..
Broen er dannet mellom en H og en O. Disse bindingene er svake, og de må være, siden DNA må åpne lett for å replikere.
Basepar danner hydrogenbindinger etter følgende purin-pyrimidin-parringsmønster kjent som Chargaffs regel: guaninpar med cytosin og adeninpar med tymin.
GC-paret danner tre hydrogenbeholdere til hverandre, mens AT-paret bare er koblet av to broer. Dermed kan vi forutsi at et DNA med høyere GC-innhold vil være mer stabilt..
Hver av kjedene (eller håndlistene i vår analogi), går i motsatt retning: en 5 '→ 3' og den andre 3 '→ 5'.
Organiske vesener presenterer en type biomolekyler som kalles nukleinsyrer. Dette er store polymerer som består av gjentatte monomerer - nukleotider, forbundet med en spesiell type binding, kalt en fosfodiesterbinding. De er klassifisert i to grunnleggende typer, DNA og RNA.
Hvert nukleotid består av en fosfatgruppe, et sukker (deoksyribosetype i DNA og ribose i RNA), og en av de fem nitrogenholdige basene: A, T, G, C og U. Når fosfatgruppen ikke er tilstede, er molekyl kalles et nukleosid.
DNA er det genetiske materialet til levende vesener (med unntak av noen virus som hovedsakelig bruker RNA). Ved å bruke 4-basekoden har DNA sekvensen for alle proteinene som finnes i organismer, så vel som elementer som regulerer deres uttrykk..
DNA-strukturen må være stabil, siden organismer bruker den til å kode informasjon. Imidlertid er det et molekyl som er utsatt for endringer, kalt mutasjoner. Disse endringene i genetisk materiale er grunnmaterialet for evolusjonær endring..
I likhet med DNA er RNA en polymer av nukleotider, med unntak av at basen T erstattes av U. Dette molekylet er i form av et enkelt bånd og oppfyller et bredt spekter av biologiske funksjoner..
I cellen er det tre hoved-RNAer. Messenger RNA er et mellomledd mellom dannelse av DNA og protein. Det har ansvaret for å kopiere informasjonen i DNA og ta den med til proteinoversettelsesmaskineriet. Ribosomalt RNA, en annen type, er en strukturell del av dette komplekse maskineriet.
Den tredje typen, eller overførings-RNA, er ansvarlig for å bære passende aminosyrerester for syntesen av proteiner.
I tillegg til de tre "tradisjonelle" RNA-ene, er det en serie små RNA-er som deltar i reguleringen av genuttrykk, siden i en celle kan ikke alle kodene i DNA uttrykkes konstant og i samme størrelse.
Organismer må ha veier for å regulere genene sine, det vil si å bestemme om de kommer til uttrykk eller ikke. Tilsvarende består genetisk materiale bare av en ordbok med spanske ord, og reguleringsmekanismen tillater dannelse av et litterært verk.
Nitrogenbaser er en del av nukleosidtrifosfater, et molekyl som, i likhet med DNA og RNA, er av biologisk interesse. I tillegg til basen består den av en pentose og tre fosfatgrupper bundet sammen gjennom høyenergibindinger..
Takket være disse bindingene er nukleosidtrifosfater energirike molekyler og er hovedproduktet av metabolske veier som søker frigjøring av energi. Blant de mest brukte er ATP.
ATP eller adenosintrifosfat består av den nitrogenholdige basen adenin, bundet til karbonet plassert i posisjon 1 i et pentose-type sukker: ribose. I posisjon fem av dette karbohydratet er de tre fosfatgruppene knyttet.
Generelt er ATP energivalutaen til cellen, siden den kan brukes og regenereres raskt. Mange vanlige metabolske veier blant organiske stoffer bruker og produserer ATP.
Dens "kraft" er basert på høyenergibindinger, dannet av fosfatgrupper. De negative ladningene til disse gruppene er i konstant frastøting. Det er andre årsaker som disponerer hydrolyse i ATP, inkludert resonansstabilisering og oppløsning.
Selv om de fleste nukleosider mangler betydelig biologisk aktivitet, er adenosin et markant unntak hos pattedyr. Dette fungerer som en autacoid, analog med et "lokalt hormon" og som en neuromodulator.
Dette nukleosidet sirkulerer fritt i blodet og virker lokalt, med forskjellige effekter på utvidelse av blodkar, glatte muskelsammentrekninger, nevronutslipp, frigjøring av nevrotransmitter og fettmetabolisme. Det er også relatert til hjertefrekvensregulering.
Dette molekylet er også involvert i reguleringen av søvnmønstre. Adenosinkonsentrasjonen øker og fremmer utmattelse. Dette er grunnen til at koffein hjelper oss med å holde oss våken: det blokkerer nevrale interaksjoner med ekstracellulært adenosin..
Et betydelig antall vanlige metabolske veier i celler har reguleringsmekanismer basert på nivåene av ATP, ADP og AMP. Disse to siste molekylene har samme struktur som ATP, men har mistet henholdsvis en og to fosfatgrupper..
Som vi nevnte i forrige avsnitt, er ATP et ustabilt molekyl. Cellen skal bare produsere ATP når den trenger den, da den må bruke den raskt. ATP i seg selv er også et element som regulerer metabolske veier, siden dets tilstedeværelse indikerer for cellen at den ikke skal produsere mer ATP..
I kontrast advarer dens hydrolyserte derivater (AMP) cellen om at ATP er i ferd med å gå tom og må produsere mer. Dermed aktiverer AMP metabolske veier for energiproduksjon, for eksempel glykolyse.
På samme måte medieres mange hormonelle signaler (slik som de som er involvert i glykogenmetabolisme) intracellulært av cAMP-molekyler (c er for syklisk) eller av en lignende variant, men med guanin i sin struktur: cGMP.
Ved flere trinn i metabolske baner kan enzymer ikke handle alene. De trenger flere molekyler for å kunne utføre sine funksjoner; Disse elementene kalles koenzymer eller kosubstrater, den sistnevnte betegnelsen er mer passende, siden koenzymer ikke er katalytisk aktive.
I disse katalytiske reaksjonene er det behov for å overføre elektronene eller gruppen av atomer til et annet substrat. Hjelpemolekylene som deltar i dette fenomenet er koenzymer.
Nitrogenbaser er strukturelle elementer i disse kofaktorene. Blant de mest anerkjente er pyrimidinnukleotidene (NAD+, NADP+), FMN, FAD og koenzym A. Disse deltar i svært viktige metabolske veier, som glykolyse, Krebs-syklusen, fotosyntese, blant andre.
For eksempel er pyrimidinnukleotider veldig viktige koenzymer av enzymer med dehydrogenaseaktivitet, og er ansvarlige for transport av hydridioner..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.