Нуклеобазе

Нуклеобазе су грађевни блокови из којих су дугачки ланци молекула ДНК и РНК састављени у свом облику фосфорилираног нуклеотида.

У ДНК, која формира двоструке нити сличне конопцима, 4 нуклеинске базе које настају формирају чврсте парове са одговарајућом комплементарном базом преко водоничних мостова. Нуклеобазе се састоје или од бицикличког пурина или моноцикличког пиримидинског скелета.

Шта су нуклеобазе?

4 нуклеобазе аденин, гванин, цитозин и тимин, као саставни део дугих ланаца молекулских двоструких хеликса, формирају константно удруживање аденин-тимин (А-Т) и гванин-цитозин (Г-Ц).

Две базе аденина и гванина састоје се од модификованог бицикличког прстена од шест и пет основних пуринских структура и због тога се називају и пуринским базама. Основна структура двеју других нуклеинских база, цитозина и тимина, састоји се од хетероцикличног ароматичног шесточланог прстена, што одговара модификованој основној структури пиримидина, због чега се називају и пиримидинским базама. Пошто је РНА углавном присутна као једноструки ланци, у почетку не постоје основни парови. Ово се дешава само током репликације преко мРНА (мессенгер РНА).

Копија ланца РНА састоји се од комплементарних нуклеобаза аналогних другом ланцу ДНК. Једина разлика је у томе што је урацил супституисан тимином у РНК. Молекули ланца ДНК и РНК нису формирани у свом чистом облику од нуклеобаза, већ се, у случају ДНК, комбинирају са 5-шећерном деоксирибозом да би добили одговарајући нуклеозид. У случају РНК, шећерну групу чине рибоза. Поред тога, нуклеозиди се фосфорилирају са остатком фосфата да би формирали такозване нуклеотиде.

Пурински темељи хипоксантин и ксантин, који се такође налазе у ДНК и РНК, одговарају модификованом тимину. Хипоксантин настаје из аденина заменом амино групе (-НХ3) са хидроксилном групом (-ОХ), а ксантин се формира из гванина. Обе нуклеобазе не доприносе преносу генетских информација.

Функција, ефекат и задаци

Једна од најважнијих функција нуклеобаза које чине двоструке ланце ДНК је показивање присутности на жељеном положају.

Секвенција нуклеобаза одговара генетском коду и дефинише врсту и низ аминокиселина из којих су састављени протеини. То значи да се најважнија функција нуклеобаза као дела ДНК састоји од пасивне, статичке улоге, тј. Они не умешају активно у метаболизам и њихова биохемијска структура се не мења путем РНА (мРНА) током процеса читања. То делимично објашњава дуговечност ДНК.

Полуживот митохондријске ДНК (мтДНА) током које се половина првобитно постојећих веза између нуклеобаза распада, веома зависи од амбијенталних услова и варира између око 520 година у просечним условима са позитивним температурама и до 150 000 година у условима пермафроста. .

Као део РНК, нуклеобазе играју нешто активнију улогу. У принципу, када се ћелије раздвоје, двоструки ланци ДНК се раздвајају и раздвајају један од другог како би се могао формирати комплементарни ланац, мРНА, који, да тако кажем, формира радну копију генетског материјала и служи као основа за избор и редослед аминокиселина из којих предвиђени протеини се састављају. Друга нуклеинска база, дихидроурацил, јавља се само у такозваној транспортној РНА (тРНА), која се користи за транспорт аминокиселина током синтезе протеина.

Неке нуклеобазе испуњавају потпуно другачију функцију као део ензима који активно каталитички омогућавају и контролишу одређене биохемијске процесе. Аденин испуњава свој најпознатији задатак као нуклеотид у енергетској равнотежи ћелија. Аденин има важну улогу као давалац електрона као аденосин дифосфат (АДП) и аденосин трифосфат (АТП) и као компонента никотинамид аденин динуклеотида (НАД).

Образовање, појава, својства и оптималне вредности

У нефосфорилираном облику, нуклеобазе се састоје искључиво од угљеника, водоника и кисеоника, супстанци које су свеприсутне и слободно доступне. Тело је, дакле, у стању да синтетише само нуклеобазе, али процес је сложен и енергичан.

Због тога је пожељно опоравак нуклеинских киселина рециклирањем, нпр. Б. разградњом протеина који садрже одређена једињења која се могу изоловати и претворити у нуклеинске киселине уз мало трошења енергије или чак уз енергетски добитак. Нуклеинске киселине се обично не јављају у чистом облику у телу, већ углавном као нуклеозиди или деоксиненуклеозиди са придруженим молекулом рибозе или деоксирибозе. Као компонента ДНК и РНК и као компонента одређених ензима, нуклеинске киселине или њихови нуклеозиди такође су реверзибилно фосфорилирани са једном до три фосфатне групе (ПО4-).

Не постоји референтна вредност за оптималну снабдевање нуклеобазама. Мањак или вишак нуклеобаза може се утврдити само индиректно путем одређених поремећаја у метаболизму.

Болести и поремећаји

Природа опасности, поремећаја и ризика који се доводе у везу са нуклеобазама су грешке у броју и редоследу на ланцима ДНК или РНК, које доводе до промене у кодирању синтезе протеина.

Ако тело не може да исправи грешку својим механизмима за поправак, долази до синтезе биолошки неактивних или употребљивих протеина, што заузврат може довести до благих до озбиљних метаболичких поремећаја. Може нпр. Присутне су мутације Б. гена које од почетка могу покренути симптоматске болести преко метаболичких поремећаја, који могу бити неизлечиви. Али чак и у здравом геному, грешке у копирању могу се појавити током репликације ДНК и РНА ланаца, које утичу на метаболизам.

Познати метаболички поремећај у равнотежи пурина је з. Б. назад до генетског оштећења на к хромозому. Због генетске оштећења, пурински темељи хипоксантин и гванин не могу се рециклирати, што на крају потиче стварање мокраћних каменаца и гихта у зглобовима.