Uparivanje baze

Bazni par sastoji se od dvije nukleobaze koje se nalaze jedna nasuprot drugoj u deoksiribonukleinskoj kiselini (DNK) ili ribonukleinskoj kiselini (RNA), a međusobno se vežu i tvore dvostruku crtu uz pomoć vodikovih veza. Ovo je genomska informacija organizma i sadrži gene. Neispravan Uparivanje baze mogu dovesti do mutacija.

Što je osnovno uparivanje?

Bazni par sastoji se od nukleobaza. To je element DNA ili RNA. Ove nukleobaze zauzvrat, zajedno s fosfornom kiselinom ili fosfatom i deoksiribozom, šećerom, tvore nukleotid (bazu).

Fosforna kiselina i deoksiriboza su jednaki za svaki nukleotid, oni čine okosnicu DNK. Baza i deoksiriboza poznati su kao nukleozidi. Ostatak fosfata znači da je DNA negativno nabijena i da je također hidrofilna, pa djeluje s vodom.

Nukleotidi se razlikuju samo u bazi. Razlikuje se između pet baza, ovisno o tome jesu li oni sastavni dijelovi DNK ili RNA. Baza je adenin (A) i gvanin (G), a pripadaju purinima. Timin (T), citozin (C) i uracil (U) su pirimidini. Purini su heterociklički organski spojevi, dok su pirimidini heterociklički, aromatski, organski spojevi.

U DNK postoji bazno uparivanje adenina i timina (A-T), kao i gvanina i citozina (G-C). U slučaju RNA, s druge strane, dolazi do spajanja baza između adenina i uracila (A-U) te između gvanina i citozina (G-C). Ovo osnovno uparivanje naziva se komplementarnim.

Parivanja se stvaraju vodikovim vezama. Ovo je interakcija između vodikovog atoma i usamljenog para elektrona na drugom atomu. Atom vodika se ovdje kovalentno veže. Ovo je kemijska veza u kojoj postoji interakcija između valentnih elektrona jednog atoma i jezgre drugog atoma. Baza parova se također koristi kao mjera veličine DNK: 1bp odgovara jednom, a 1kb odgovara 1000 parova baza ili nukleotida.

Funkcija i zadatak

Spajanje baza ima bitne funkcije za strukturu DNK. DNK se javlja kao dvostruka spirala. Prostorni raspored dvostruke spirale naziva se B-DNA, desna dvostrana spirala koja, za razliku od A-oblika, ima opušteniji raspored.

Kad su adenin i timin upareni, stvaraju se dvije vodikove veze. Suprotno tome, uparivanje gvanina i citozina stvaraju tri vodikove veze. Zbog spajanja baza između purina i pirimidina, rezultirajuća udaljenost između dva lanca DNA uvijek je ista. DNA ima pravilnu strukturu, promjer spirali DNA je 2 nm. Potpuna rotacija za 360 ° unutar spirale događa se svakih 10 parova baza i dugačka je 3,4 nm.

Uparivanje baza također igra važnu ulogu u replikaciji DNK. Replikacija DNA dijeli se na fazu inicijacije, fazu izduženja i fazu završetka. To se događa tijekom diobe stanica. DNK se odvaja enzimom zvanim DNA helikaza. Dupli lanci su odvojeni jedan od drugog i DNA polimeraza se vezuje za jedan lanac DNA i počinje proizvoditi komplementarni lanac DNA na svakom pojedinom lancu.Ovo stvara dva nova jednostruka struna DNA, koja tvore novu dvostruku spiralu DNA.

Struktura novo sintetiziranog dvostrukog spirala DNA osigurava se komplementarnim osnovnim uparivanjem. Uz to, združivanje baza igra ključnu ulogu u biosintezi proteina. To se dijeli na transkripciju i prijevod. Tijekom transkripcije, dvostruka spirala DNK se odvezala, a komplementarni nizovi razdvajaju se jedan od drugog. To radi i enzim helicaza.

RNA polimeraza veže se za jedan lanac DNA i tvori RNA komplementarnu njemu. U slučaju RNA, umjesto timina koristi se uracil, a u usporedbi s DNK, ima takozvani rep polyA. RNA uvijek završava nizom adenina. RNA također ostaje jedan lanac i koristi se za sintezu proteina tijekom prevođenja. Vrsta proteina ovisi o odgovarajućem genu koji je očitan i korišten kao obrazac za sintezu proteina.

Ovdje možete pronaći svoje lijekove

Bolesti i bolesti

Erwin Chargaff otkrio je da je broj baza adenin i timin, kao i gvanin i citozin 1: 1. James D. Watson i Francis Harry Compton Crick napokon su otkrili da postoji komplementarno bazno uparivanje adenina i timina kao i gvanina i citozina. To je poznato kao Watson-Crick uparivanje.

Međutim, razni poremećaji mogu uzrokovati neobično spajanje baza, poput obrnutog Watson-Crick uparivanja. Drugi pogrešan oblik združivanja u osnovi je uparivanje u kolebanju. To su parovi protivni Watson-Crick uparivanju poput G-U, G-T ili A-C. Ove se pogreške mogu pojaviti za vrijeme replikacije DNK i moraju se eliminirati popravljanjem DNK.

Pogrešno bazno uparivanje može dovesti do mutacija. Te mutacije ne moraju biti štetne. Postoje takozvane tihe mutacije, u kojima se bazni par zamijeni za drugi par, ali to ne rezultira nikakvim funkcionalnim ili strukturalnim poremećajima za sintetizirani protein. U slučaju anemije srpastih stanica, međutim, mutacija je razlog nastanka nefunkcionalnih crvenih krvnih stanica. Mutacija izravno utječe na hemoglobin koji je odgovoran za transport kisika u krvi. Javljaju se ozbiljni i po život opasni poremećaji cirkulacije i anemije.