nukleobázisok

nukleobázisok azok az építőelemek, amelyekből a hosszú DNS-és RNS-molekulák foszforilált nukleotid formájában vannak alkotva.

A DNS-ben, amely a kötélhez hasonló kettős szálakat képez, a 4 előforduló nukleáris bázis szilárd párokat képez a megfelelő komplementer bázissal hidrogénhidakon keresztül. A nukleobázisok biciklusos purint vagy monociklusos pirimidinvázat tartalmaznak.

Mik a nukleáris bázisok?

A négy nukleáris bázis adenin, guanin, citozin és timin, mint a hosszú DNS kettős hélix molekula láncok építőelemei, az adenin-timin (A-T) és a guanin-citozin (G-C) konstans párokat alkotják.

A két bázis, az adenin és a guanin, a purin alapszerkezetének módosított biciklusos hat és öt gyűrűjéből áll, ezért purinbázisoknak is nevezzük. A másik két nukleáris bázis, a citozin és a timin alapvető szerkezete egy heterociklusos aromás hattagú gyűrűből áll, amely megfelel egy módosított pirimidin váznak, ezért ezeket pirimidin bázisoknak is nevezzük. Mivel az RNS többnyire egyetlen szálként van jelen, kezdetben nincsenek bázispárok. Ez csak az mRNS-en (messenger RNS) keresztül történő replikáció során zajlik.

Az RNS szál másolata a DNS második szálához analóg komplementer nukleáris bázisokból áll. Az egyetlen különbség az, hogy az uracil helyettesíti a timint az RNS-ben. A DNS és az RNS lánc molekulákat nem a nukleáris bázisok formálják tiszta formában, hanem a DNS esetében inkább az 5-cukor dezoxiribózzal kombinálva képezik a megfelelő nukleozidot. RNS esetében a cukorcsoport ribózból áll. Ezenkívül a nukleozidokat úgynevezett nukleotidokká foszforilálják foszfátmaradékkal.

A purino bázisok, a hipoxantin és a xantin, amelyek szintén megtalálhatók a DNS-ben és az RNS-ben, megfelelnek a módosított timinnek. A hipoxantin az adeninből képződik az (-NH3) aminocsoport helyettesítésével hidroxilcsoporttal (-OH), és a xantin guaninból képződik. Mindkét nukleáris bázis nem járul hozzá a genetikai információ átviteléhez.

Funkció, hatás és feladatok

A kettős DNS-szálakat alkotó nukleinbázisok egyik legfontosabb funkciója a jelenlét megmutatása a tervezett helyzetben.

A nukleáris bázisok szekvenciája megfelel a genetikai kódnak, és meghatározza az aminosavak típusát és szekvenciáját, amelyekből a fehérjék állnak. Ez azt jelenti, hogy a nukleáris bázisok a DNS részeként betöltött legfontosabb funkciója egy passzív, statikus szerep, azaz nem aktívan beavatkoznak az anyagcserébe, és biokémiai szerkezetüket a messenger RNS (mRNS) nem változtatja meg az olvasási folyamat során. Ez részben magyarázza a DNS hosszú élettartamát.

A mitokondriális DNS (mtDNS) felezési ideje, amelynek során a nukleáris bázisok között eredetileg létező kötések felét szétesik, nagymértékben függ a környezeti feltételektől, és átlagos körülmények között, pozitív hőmérsékleten 520 év körül mozog, és örökké fagy körülmények között 150 000 évig változik. .

Az RNS részeként a nukleobázisok kissé aktívabb szerepet játszanak. Elvileg, amikor a sejtek megosztódnak, a kettős DNS-szálakat feldarabolják és elválasztják egymástól annak érdekében, hogy komplementer szálat képezzenek, az mRNS-t, amely, úgymond mondva, a genetikai anyag munkapéldányát képezi, és alapját képezi azoknak az aminosavaknak a kiválasztásához és szekvenciájához, amelyekből a a tervezett fehérjéket összeszereljük. Egy másik nukleáris bázis, a dihidrouracil, csak az úgynevezett transzport RNS-ben (tRNS) található, amelyet az aminosavak szállítására használnak a fehérjeszintézis során.

Néhány nukleáris bázis egy teljesen más funkciót tölt be olyan enzimek részeként, amelyek aktívan katalitikusan lehetővé teszik és irányítják bizonyos biokémiai folyamatokat. Az adenin nukleotidként a legismertebb feladatát látja el a sejtek energiamérlegében. Az adenin itt fontos elektron-donor szerepet játszik mint adenozin-difoszfát (ADP) és adenozin-trifoszfát (ATP), valamint a nikotinamid adenin-dinukleotid (NAD) komponense.

Oktatás, előfordulás, tulajdonságok és optimális értékek

Nem foszforilált formában a nukleáris bázisok kizárólag szénből, hidrogénből és oxigénből állnak, amelyek mindenütt jelen vannak és szabadon elérhetőek. A test tehát képes nukleáris bázisokat szintetizálni, de a folyamat összetett és energiaigényes.

Ezért a nukleinsavak újrahasznosítás útján történő visszanyerése előnyös, pl. B. olyan fehérjék lebontása révén, amelyek bizonyos vegyületeket tartalmaznak, amelyek kis energiával vagy akár energianyereséggel elkülöníthetők és nukleinsavakká alakulhatnak át. A nukleinsavak a testben általában nem fordulnak elő tiszta formában, hanem leginkább nukleozidok vagy dezoxinukleozidok formájában, csatolt ribóz vagy dezoxiribóz molekulával. A DNS és az RNS komponenseként, valamint bizonyos enzimek komponenseként a nukleinsavakat vagy nukleozidjaikat visszafordíthatóan foszforilálják egy-három foszfátcsoporttal (PO4-).

Nem létezik referenciaérték a nukleáris bázisok optimális ellátására. A nukleobázok hiányát vagy feleslegét csak közvetett módon lehet meghatározni bizonyos anyagcsere-rendellenességek révén.

Betegségek és rendellenességek

A nukleáris bázissal összefüggő veszélyek, zavarok és kockázatok a DNS vagy RNS szálak számának és sorrendjének hibái, amelyek megváltoznak a fehérje szintézis kódolásában.

Ha a test nem tudja megjavítani a hibát javító mechanizmusain keresztül, akkor biológiailag inaktív vagy használható fehérjék szintézisére kerül sor, ami viszont enyhe vagy súlyos anyagcsere-rendellenességekhez vezethet. Például B. génmutációk vannak jelen, amelyek tünetekkel járó betegségeket kezdenek kiváltani metabolikus rendellenességek révén, amelyek gyógyíthatatlanok lehetnek. De még az egészséges genomban, a DNS és az RNS láncok replikációja során másolási hibák is előfordulhatnak, amelyek befolyásolják az anyagcserét.

A purin egyensúly ismert metabolikus rendellenessége a z. B. visszatérve az x kromoszóma genetikai hibájához. A genetikai hiba miatt a purinbázisok, a hipoxantin és a guanin nem újrahasznosíthatóak, ami végső soron elősegíti a húgykövek és köszvény kialakulását az ízületekben.