Базовая пара

Пара оснований состоит из двух азотистых оснований, которые расположены напротив друг друга в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК) или рибонуклеиновой кислоте (РНК), связываются друг с другом и образуют двойную цепь с помощью водородных связей. Это геномная информация организма, содержащая гены. Неисправный Базовая пара может привести к мутациям.

Что такое базовая пара?

Пара оснований состоит из азотистых оснований. Это элемент ДНК или РНК. Эти азотистые основания, в свою очередь, вместе с фосфорной кислотой или фосфатом и дезоксирибозой, сахаром, образуют нуклеотид (основание).

Фосфорная кислота и дезоксирибоза одинаковы для всех нуклеотидов; они составляют основу ДНК. Основание и дезоксирибоза известны как нуклеозиды. Остаток фосфата означает, что ДНК отрицательно заряжена, а также гидрофильна и взаимодействует с водой.

Нуклеотиды различаются только основанием. Различают пять оснований в зависимости от того, являются ли они компонентами ДНК или РНК. Основания - аденин (A) и гуанин (G), они принадлежат к пуринам. Тимин (T), цитозин (C) и урацил (U) - это пиримидины. Пурины - это гетероциклические органические соединения, а пиримидины - это гетероциклические ароматические органические соединения.

В ДНК есть пары оснований аденина и тимина (A-T), а также гуанина и цитозина (G-C). В случае РНК, с другой стороны, спаривание оснований происходит между аденином и урацилом (A-U) и между гуанином и цитозином (G-C). Такое соединение оснований называется дополнительным.

Спаривания создаются водородными связями. Это взаимодействие между атомом водорода и неподеленной парой электронов другого атома. Атом водорода здесь ковалентно связан. Это химическая связь, в которой происходит взаимодействие между валентными электронами одного атома и ядром другого атома. Пары оснований также используются в качестве меры размера ДНК: 1 пар оснований соответствует единице, а 1 kb соответствует 1000 парам оснований или нуклеотидам.

Функция и задача

Спаривание оснований играет важную роль в структуре ДНК. ДНК представляет собой двойную спираль. Пространственное расположение двойной спирали называется B-ДНК, правой двухцепочечной спиралью, которая, в отличие от A-формы, имеет более расслабленное расположение.

Когда аденин и тимин спарены, образуются две водородные связи. Напротив, соединение гуанина и цитозина создает три водородные связи. Благодаря спариванию оснований между пурином и пиримидином результирующее расстояние между двумя цепями ДНК всегда одинаково. ДНК имеет правильную структуру, диаметр спирали ДНК составляет 2 нм. Полный оборот спирали на 360 ° происходит через каждые 10 пар оснований и имеет длину 3,4 нм.

Спаривание оснований также играет важную роль в репликации ДНК. Репликация ДНК делится на фазу инициации, фазу элонгации и фазу завершения. Это происходит во время деления клеток. ДНК разматывается ферментом под названием ДНК-геликаза. Двойные цепи отделяются друг от друга, и ДНК-полимераза присоединяется к одной цепи ДНК и начинает продуцировать комплементарную цепь ДНК на каждой отдельной цепи.Это создает две новые одиночные нити ДНК, которые образуют новую двойную спираль ДНК.

Структура вновь синтезированной двойной спирали ДНК обеспечивается комплементарным спариванием оснований. Кроме того, спаривание оснований играет важную роль в биосинтезе белка. Это делится на транскрипцию и перевод. Во время транскрипции двойная спираль ДНК развязывается, а дополнительные цепи отделяются друг от друга. Это также делается с помощью фермента геликазы.

РНК-полимераза связывается с одной цепью ДНК и образует комплементарную ей РНК. В случае РНК вместо тимина используется урацил, и, по сравнению с ДНК, он имеет так называемый полиА-хвост. РНК всегда заканчивается цепочкой аденина. РНК также остается однонитевой и используется для синтеза белка во время трансляции. Тип белка зависит от соответствующего гена, который был считан и использован в качестве матрицы для синтеза белка.

Здесь вы можете найти свое лекарство

Болезни и недуги

Эрвин Чаргафф обнаружил, что количество оснований аденина и тимина, а также гуанина и цитозина составляет 1: 1. Джеймс Д. Уотсон и Фрэнсис Гарри Комптон Крик наконец обнаружили, что существует комплементарное соединение оснований аденина и тимина, а также гуанина и цитозина. Это известно как пара Уотсона-Крика.

Однако различные нарушения могут вызывать необычное спаривание оснований, например, обратное спаривание Ватсона-Крика. Другой ошибочной формой спаривания оснований является спаривание колебаний. Это пары, противоречащие парам Уотсона-Крика, например G-U, G-T или A-C. Эти ошибки могут возникать во время репликации ДНК и затем должны быть устранены путем восстановления ДНК.

Неправильное спаривание оснований может привести к мутациям. Эти мутации не должны быть вредными. Существуют так называемые молчащие мутации, при которых пара оснований заменяется другой парой, но это не приводит к каким-либо функциональным или структурным нарушениям для синтезированного белка. Однако в случае серповидно-клеточной анемии мутация является причиной образования нефункционирующих эритроцитов. Мутация напрямую влияет на гемоглобин, который отвечает за перенос кислорода в крови. Возникают серьезные и опасные для жизни нарушения кровообращения и анемия.