Πυρηνικές βάσεις

Πυρηνικές βάσεις είναι τα δομικά στοιχεία από τα οποία οι μακρές αλυσίδες DNA και RNA μορίων συντίθενται στη φωσφορυλιωμένη νουκλεοτιδική μορφή τους.

Στο DNA, το οποίο σχηματίζει διπλούς κλώνους παρόμοια με σχοινιά, οι 4 πυρηνικές βάσεις που σχηματίζονται σχηματίζουν στερεά ζεύγη με την αντίστοιχη συμπληρωματική βάση μέσω γεφυρών υδρογόνου. Οι νουκλεοβάσεις αποτελούνται είτε από δικυκλική πουρίνη είτε από σκελετό μονοκυκλικής πυριμιδίνης.

Τι είναι οι νουκλεοβάσεις;

Οι 4 νουκλεοβάσεις αδενίνη, γουανίνη, κυτοσίνη και θυμίνη, ως δομικά στοιχεία των μακρών αλυσίδων μορίων διπλής έλικας DNA, σχηματίζουν τους σταθερούς ζεύγους αδενίνης-θυμίνης (Α-Τ) και γουανίνης-κυτοσίνης (G-C).

Οι δύο βάσεις αδενίνη και γουανίνη αποτελούνται το καθένα από έναν τροποποιημένο δικυκλικό εξαμελή και πενταμελή δακτύλιο της βασικής δομής πουρίνης και επομένως αναφέρονται επίσης ως βάσεις πουρίνης. Η βασική δομή των άλλων δύο νουκλεοβασών, η κυτοσίνη και η θυμίνη, αποτελούνται από έναν ετεροκυκλικό αρωματικό εξαμελή δακτύλιο, ο οποίος αντιστοιχεί σε έναν τροποποιημένο σκελετό πυριμιδίνης, και γι 'αυτό αναφέρονται επίσης ως βάσεις πυριμιδίνης. Δεδομένου ότι το RNA υπάρχει ως μονόκλωνο, αρχικά δεν υπάρχουν ζεύγη βάσεων. Αυτό συμβαίνει μόνο κατά την αναπαραγωγή μέσω του mRNA (messenger RNA).

Το αντίγραφο του κλώνου RNA αποτελείται από τις συμπληρωματικές νουκλεοβάσεις ανάλογες προς τον δεύτερο κλώνο του DNA. Η μόνη διαφορά είναι ότι η ουρακίλη αντικαθιστά τη θυμίνη στο RNA. Τα μόρια αλυσίδας DNA και RNA δεν σχηματίζονται στην καθαρή τους μορφή από τις νουκλεοβάσεις, αλλά μάλλον, στην περίπτωση του DNA, συνδυάζονται με την 5-σάκχαρα δεοξυριβόζη για να σχηματίσουν τον αντίστοιχο νουκλεοζίτη. Στην περίπτωση του RNA, η ομάδα σακχάρου αποτελείται από ριβόζη. Επιπλέον, οι νουκλεοζίτες φωσφορυλιώνονται με ένα υπόλειμμα φωσφορικού για να σχηματίσουν τα λεγόμενα νουκλεοτίδια.

Οι βάσεις πουρίνης υποξανθίνης και ξανθίνης, που βρίσκονται επίσης στο DNA και το RNA, αντιστοιχούν σε τροποποιημένη θυμίνη. Η υποξανθίνη σχηματίζεται από αδενίνη αντικαθιστώντας την αμινομάδα (-ΝΗ3) με μια υδροξυλομάδα (-ΟΗ) και η ξανθίνη σχηματίζεται από γουανίνη. Και οι δύο νουκλεοβάσεις δεν συμβάλλουν στη μετάδοση γενετικών πληροφοριών.

Λειτουργία, εφέ & εργασίες

Μία από τις πιο σημαντικές λειτουργίες των νουκλεοβάσεων που αποτελούν τους διπλούς κλώνους του DNA είναι να δείξει την παρουσία στην επιθυμητή θέση.

Η αλληλουχία των νουκλεοβάσεων αντιστοιχεί στον γενετικό κώδικα και ορίζει τον τύπο και την ακολουθία των αμινοξέων από τα οποία συντίθενται οι πρωτεΐνες. Αυτό σημαίνει ότι η πιο σημαντική λειτουργία των νουκλεοβάσεων ως μέρος του DNA αποτελείται από έναν παθητικό, στατικό ρόλο, δηλαδή δεν παρεμβαίνουν ενεργά στον μεταβολισμό και η βιοχημική δομή τους δεν αλλάζει από το messenger RNA (mRNA) κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανάγνωσης. Αυτό εξηγεί εν μέρει τη μακροζωία του DNA.

Ο χρόνος ημιζωής του μιτοχονδριακού DNA (mtDNA), κατά τον οποίο οι μισοί από τους αρχικά υφιστάμενους δεσμούς μεταξύ των νουκλεοβάσεων αποσυντίθενται, εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις περιβαλλοντικές συνθήκες και κυμαίνεται μεταξύ περίπου 520 ετών υπό μέσες συνθήκες με θετικές θερμοκρασίες και έως 150.000 χρόνια υπό συνθήκες permafrost .

Ως μέρος του RNA, οι νουκλεοβάσεις παίζουν έναν κάπως πιο ενεργό ρόλο. Κατ 'αρχήν, όταν τα κύτταρα διαιρούνται, οι διπλοί κλώνοι του DNA διασπώνται και διαχωρίζονται μεταξύ τους για να είναι σε θέση να σχηματίσουν έναν συμπληρωματικό κλώνο, το mRNA, το οποίο, ως εκ τούτου, σχηματίζει το αντίγραφο εργασίας του γενετικού υλικού και χρησιμεύει ως βάση για την επιλογή και την ακολουθία των αμινοξέων από τα οποία Οι προοριζόμενες πρωτεΐνες συναρμολογούνται. Μια άλλη πυρηνική βάση, η διυδροουρακίλη, εμφανίζεται μόνο στο λεγόμενο RNA μεταφοράς (tRNA), το οποίο χρησιμοποιείται για τη μεταφορά αμινοξέων κατά τη σύνθεση πρωτεϊνών.

Ορισμένες νουκλεοβάσεις εκτελούν μια εντελώς διαφορετική λειτουργία ως μέρος των ενζύμων που ενεργοποιούν καταλυτικά ενεργά και ελέγχουν ορισμένες βιοχημικές διεργασίες. Το Adenine εκπληρώνει το πιο γνωστό καθήκον του ως νουκλεοτίδιο στην ενεργειακή ισορροπία των κυττάρων. Η αδενίνη παίζει σημαντικό ρόλο ως δότης ηλεκτρονίων ως διφωσφορική αδενοσίνη (ADP) και τριφωσφορική αδενοσίνη (ΑΤΡ) καθώς και συστατικό του δινουκλεοτιδίου νικοτιναμιδίου αδενίνης (NAD).

Εκπαίδευση, εμφάνιση, ιδιότητες και βέλτιστες τιμές

Στη μη φωσφορυλιωμένη μορφή, οι νουκλεοβάσεις αποτελούνται αποκλειστικά από άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο, ουσίες που είναι πανταχού παρούσες και ελεύθερα διαθέσιμες. Το σώμα είναι επομένως ικανό να συνθέσει τις ίδιες τις νουκλεοβάσεις, αλλά η διαδικασία είναι πολύπλοκη και απαιτεί ενέργεια.

Επομένως, προτιμάται η ανάκτηση νουκλεϊκών οξέων με ανακύκλωση, π.χ. Β. Μέσω της διάσπασης των πρωτεϊνών που περιέχουν ορισμένες ενώσεις που μπορούν να απομονωθούν και να μετατραπούν σε νουκλεϊκά οξέα με μικρή ενεργειακή δαπάνη ή ακόμα και με αύξηση της ενέργειας. Τα νουκλεϊκά οξέα δεν εμφανίζονται συνήθως σε καθαρή μορφή στο σώμα, αλλά κυρίως ως νουκλεοζίτες ή δεοξυνουκλεοζίτες με ένα συνδεδεμένο μόριο ριβόζης ή δεοξυριβόζης. Ως συστατικό του DNA και του RNA και ως συστατικό ορισμένων ενζύμων, τα νουκλεϊκά οξέα ή τα νουκλεοσίδια τους φωσφορυλιώνονται αναστρέψιμα με μία έως τρεις φωσφορικές ομάδες (ΡΟ4-).

Δεν υπάρχει τιμή αναφοράς για τη βέλτιστη παροχή νουκλεοβάσεων. Μια ανεπάρκεια ή μια περίσσεια νουκλεοβάσεων μπορεί να προσδιοριστεί έμμεσα μόνο μέσω ορισμένων διαταραχών του μεταβολισμού.

Ασθένειες & Διαταραχές

Ο τύπος των κινδύνων, των διαταραχών και των κινδύνων που συνδέονται με τις νουκλεοβάσεις είναι σφάλματα στον αριθμό και την ακολουθία των κλώνων DNA ή RNA, τα οποία οδηγούν σε μια αλλαγή στην κωδικοποίηση της πρωτεϊνικής σύνθεσης.

Εάν το σώμα δεν μπορεί να αποκαταστήσει το σφάλμα μέσω των μηχανισμών επισκευής του, πρόκειται για τη σύνθεση βιολογικά ανενεργών ή χρησιμοποιήσιμων πρωτεϊνών, η οποία με τη σειρά της μπορεί να οδηγήσει σε ήπιες έως σοβαρές μεταβολικές διαταραχές. Μπορεί π.χ. Β. Υπάρχουν μεταλλάξεις γονιδίων που μπορούν να προκαλέσουν συμπτωματικές ασθένειες από την αρχή μέσω μεταβολικών διαταραχών, οι οποίες μπορεί να είναι ανίατες. Αλλά ακόμη και σε ένα υγιές γονιδίωμα, μπορεί να προκύψουν σφάλματα αντιγραφής κατά την αναπαραγωγή των αλυσίδων DNA και RNA, που επηρεάζουν το μεταβολισμό.

Μια γνωστή μεταβολική διαταραχή στην ισορροπία πουρίνης είναι z. Β. Σε γενετικό ελάττωμα στο χρωμόσωμα Χ. Λόγω του γενετικού ελαττώματος, η βάση πουρίνης δεν μπορεί να ανακυκλωθεί και η γουανίνη, γεγονός που προάγει τελικά το σχηματισμό ουροφόρων λίθων και ουρικής αρθρίτιδας στις αρθρώσεις.