Nucleobases

Nucleobases הם אבני הבניין שמהן מורכבות השרשראות הארוכות של מולקולות ה- DNA וה- RNA בצורת הנוקלאוטידים הזרחניים שלהן.

ב- DNA, היוצר קווצות כפולות הדומות לחבלים, 4 הנוקלאובאזים המתרחשים יוצרים זיווגים מוצקים עם הבסיס המשלים בהתאמה דרך גשרי מימן. הגרעינים מורכבים מפורין דו-אופניים או משלד פירימידין מונוציקליים.

מהם נוקלאובוסים?

ארבעת הנוקלאובאזים אדנין, גואנין, ציטוזין ותימין, כאבני בניין של שרשרות מולקולות הליל הכפולות הארוכות של ה- DNA, יוצרים את הזיווג המתמיד אדנין-תמין (A-T) וגואנין-ציטוזין (G-C).

שני הבסיסים אדנין וגואנין מורכבים כל אחד מטבעת אופניים שני-חמישה וחמישה-חלקיים של מבנה הפורין הבסיסי ולכן מכונים גם בסיסים פורין. המבנה הבסיסי של שני בסיסי הגרעין האחרים, ציטוזין ותימין, מורכב מטבעת ארומטית הטרוציקלית בעלת 6 חברים, המתאימה לשלד פירימידין שונה, וזו הסיבה שהם מכונים גם בסיסי פירימידין. מכיוון שה- RNA קיים בעיקר כגדילים בודדים, בתחילה אין זוגות בסיס. זה מתרחש רק במהלך שכפול באמצעות ה- mRNA (RNA messenger).

העותק של גדיל ה- RNA מורכב מהגרעינים המשלימים המקבילים לחוט השני של ה- DNA. ההבדל היחיד הוא ש- uracil מחליף תאמין ב- RNA. מולקולות ה- DNA וה- RNA אינן נוצרות בצורתן הטהורה על ידי הנוקלאובאזים, אלא, במקרה של ה- DNA, הן משתלבות עם deoxyribose 5-סוכר ליצירת הנוקלאוזיד המקביל. במקרה של RNA, קבוצת הסוכר מורכבת מריבוז. בנוסף, נוקלאוזידים זרחניים עם שארית פוספט ליצירת מה שמכונה נוקלאוטידים.

בסיסי הפורין היפוקסנטין וקסנטין, המופיעים גם ב- DNA ו- RNA, תואמים את התימין שהשתנה. ההיפוקסנטין נוצר מאדנין על ידי החלפת קבוצת האמינו (-NH3) בקבוצת הידרוקסיל (-OH), וקסנטין נוצר מגואנין. שני הגרעינים אינם תורמים להעברת מידע גנטי.

פונקציה, אפקט ומשימות

אחד התפקידים החשובים ביותר של הגרעין, ממנו נבנים גדילי ה- DNA הכפולים, הוא להראות נוכחות במיקום המיועד.

רצף הגרעין מתאים לקוד הגנטי ומגדיר את סוג ורצף חומצות האמינו מהן מורכבים חלבונים. משמעות הדבר היא שהפונקציה החשובה ביותר של הגרעין כחלק מה- DNA מורכבת מתפקיד פסיבי וסטטי, כלומר הם אינם מתערבים באופן פעיל בחילוף החומרים והמבנה הביוכימי שלהם לא משתנה על ידי RNA messenger (mRNA) במהלך תהליך הקריאה. זה מסביר בחלקו את אורך החיים של ה- DNA.

זמן מחצית החיים של ה- DNA המיטוכונדריאלי (mtDNA), שבמהלכו מחצית מהקשרים הקיימים במקור בין הגרעיובאזים מתפרק, הוא תלוי מאוד בתנאים הסביבתיים ומשתנה בין כ -520 שנים בתנאים ממוצעים עם טמפרטורות חיוביות ועד 150,000 שנה בתנאי permafrost .

כחלק מה- RNA, הגרעין ממלא תפקיד פעיל יותר. באופן עקרוני, כאשר התאים מתחלקים, גדילי ה- DNA כפולים ונפרדים זה מזה בכדי להיות מסוגלים ליצור גדיל משלים, ה- mRNA, שכביכול, מהווה את העותק הפועל של החומר הגנטי ומשמש כבסיס לבחירה ורצף של חומצות האמינו מהן חלבונים מיועדים מורכבים. בסיס גרעין אחר, דיהידרואורציל, מופיע רק במה שמכונה RNA transport (tRNA) המשמש להובלת חומצות אמינו במהלך סינתזת חלבון.

חלק מהנוקלאובאזים ממלאים תפקיד שונה לחלוטין כחלק מאנזימים המאפשרים ובקרת פעולות קטליטיות תהליכים ביוכימיים מסוימים. אדנין ממלא את המשימה הידועה ביותר שלו כנוקלאוטיד במאזן האנרגיה של התאים. אדנין ממלא תפקיד חשוב כתורם אלקטרונים כמו אדנוזין דיפוספט (ADP) ואדנוזין טריפוספט (ATP) כמו גם מרכיב בניקוטין אדנין דינוקלוטיד (NAD).

חינוך, התרחשות, תכונות וערכים מיטביים

בצורה שאינה זרחתית, נוקלאובאזים מורכבים אך ורק מפחמן, מימן וחמצן, חומרים שהם בכל מקום וזמינים בחופשיות. לפיכך הגוף מסוגל לסנתז את נוקלאובאז עצמו, אך התהליך מורכב ועתיר אנרגיה.

לפיכך, העדפת התאוששות חומצות גרעין על ידי מיחזור, למשל. B. על ידי פירוק חלבונים המכילים תרכובות מסוימות שניתן לבודד ולהמיר לחומצות גרעין עם מעט הוצאה אנרגטית או אפילו עם עלייה באנרגיה. חומצות גרעין לא מופיעות בדרך כלל בצורה טהורה בגוף, אלא בעיקר כנוקלאוזידים או deoxynucleosides עם מולקולת ריבוז או דוקסיריבוזה מחוברת. כמרכיב ב- DNA ו- RNA וכמרכיב באנזימים מסוימים, חומצות הגרעין או נוקלאוזידים שלהן זורמות גם הפיכה עם הפוגה עם אחת עד שלוש קבוצות פוספט (PO4-).

אין ערך הפניה לאספקה ​​אופטימלית של גרעינים. ניתן לקבוע בעקיפין מחסור או עודף של נוקלאובאזים דרך הפרעות מסוימות בחילוף החומרים.

מחלות והפרעות

סוג הסכנות, ההפרעות והסיכונים המובאים בקשר עם הגרעין הם טעויות במספר ורצף בגדלי ה- DNA או ה- RNA, מה שמוביל לשינוי בקידוד לסינתזת חלבון.

אם הגוף אינו מסוגל לתקן את התקלה באמצעות מנגנוני התיקון שלו, הוא מגיע לסינתזה של חלבונים שאינם פעילים ביולוגיים או שמישים, מה שבתורו יכול להוביל להפרעות מטבוליות קלות עד חמורות. זה יכול למשל ב. קיימות מוטציות גנים שיכולות לעורר מחלות סימפטומטיות כבר מההתחלה באמצעות הפרעות מטבוליות שעלולות להיות חשוכות מרפא. אך גם בגנום בריא, טעויות העתקה יכולות להתרחש במהלך שכפול של שרשראות ה- DNA וה- RNA, המשפיעות על חילוף החומרים.

הפרעה מטבולית ידועה במאזן הפורין היא z. ב. חזרה לפגם גנטי בכרומוזום ה- x. בגלל הפגם הגנטי, לא ניתן למחזר את הפורין על בסיס היפוקסנטין וגואנין, מה שבסופו של דבר מעודד היווצרות אבנים בדרכי השתן והגאוט במפרקים.