Содержание
ДНК и РНК являются важными компонентами живых клеток, и обе они состоят из азотистых оснований, известных как «пурины» и «пиримидины». Эти основания также необходимы для мгновенного хранения клеточной энергии, а без них - многих клеточные процессы не могли выполняться.
Характеристики пурина
Молекулы, известные как пурины, являются производными гетероциклических соединений, которые на практике никогда не встречаются в природе. Гуанин, показанный на изображении ниже, представляет собой молекулу пурина, модифицированную аминогруппой и оксигенированным кетоном. Стандартные пурины, используемые в высокоэнергетических связях и в синтезе ДНК / РНК, - это гуанин и аденин.
Характеристики пиримидинов
Пиримидины - это молекулы, производные от пиримидина. Как и пурин, это гетероциклическая молекула, не встречающаяся в природе. Цитозин, показанный на изображении ниже, похож на гуанин; он также модифицирован аминогруппой и оксигенированным кетоном.
Функции
Среди клеточных функций, которые выполняют пурины и пиримидины, следует выделить две. Во-первых, пурины аденин и гуанин и пиримидины цитозин, тимин и урацил используются для производства ДНК и РНК. Эти азотистые основания синтезируются и связаны с группой фосфата и сахара (дезоксирибоза); эти монофосфатные нуклеотиды включаются в растущие нити новых ДНК или РНК во время репликации или транскрипции. Вторая функция пиримидинов и пуринов - временное хранение энергии. Наиболее распространенной формой энергии в клетках является аденозинтрифосфат или АТФ. Высвобождение третьего фосфата образует аденозиндифосфат или АДФ, чрезвычайно благоприятную реакцию, и может привести к реакциям, для вступления которых требуется энергия. Гуанинтрифосфат и гуаниндифосфат используются некоторыми ферментами и рецепторами как «кнопки включения / выключения», тогда как цитозинтрифосфат и уридинтрифосфат используются в производстве биомолекул.
Базовая пара
Пурины и пиримидины, используемые клетками для синтеза нуклеотидов (аденин, цитозин, гуанин, тимин и урацил), имеют несколько атомов, связанных с водородом, таких как азот, кислород и водород. Эти молекулы устроены так, что цитозин и гуанин образуют связи из трех водородных связей, в то время как аденин и тимин в ДНК или урацил в РНК образуют связи из двух связей. Во время репликации ДНК полимеразы образуют пары A-T и C-G с низким уровнем ошибок из-за эффективности их водородных связей. Неправильное спаривание оснований обнаруживается быстро в соответствии с нестабильностью неправильных пар.
Лабораторное использование
Трифосфатные нуклеотиды являются обычными ингредиентами в нескольких стандартных лабораторных процедурах. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) требует ввода смеси NTP для амплификации ДНК. К смеси можно добавить АТФ, чтобы вызвать желаемую неблагоприятную реакцию.
