Съдържание
ДНК и РНК са основни компоненти за живите клетки и двете се състоят от азотни основи, известни като "пурини" и "пиримидини" .Тези основи също са от съществено значение за моментното съхранение на клетъчната енергия и без тях много клетъчните процеси не могат да бъдат извършени.
Пуринови характеристики
Молекулите, известни като пурини, са получени от хетероциклични съединения, които на практика никога не се срещат в природата. Гуанинът, показан на изображението по-долу, е пуринова молекула, модифицирана от аминогрупа и кислороден кетон. Стандартните пурини, използвани във високоенергийни връзки и в синтеза на ДНК / РНК, са гуанин и аденин.
Характеристики на пиримидините
Пиримидините са молекули, получени от пиримидин. Подобно на пурина, това е хетероциклична молекула, която не се среща в природата. Цитозинът, показан на изображението по-долу, е подобен на гуанин; той също е модифициран с амино група и кислороден кетон.
Функции
Сред клетъчните функции, изпълнявани от пурини и пиримидини, две заслужават да бъдат подчертани. Първо, пурините аденин и гуанин и пиримидини цитозин, тимин и урацил се използват за производството на ДНК и РНК. Тези азотни основи се синтезират и свързват с група фосфат и захар (дезоксирибоза); тези монофосфатни нуклеотиди се включват в нарастващи нишки на нови ДНК или РНК по време на репликация или транскрипция. Втората функция на пиримидините и пурините е временното съхранение на енергия. Най-често срещаната форма на енергия в клетките е аденозин трифосфат или АТФ. Освобождаването на третия фосфат образува аденозин дифосфат, или ADP, изключително благоприятна реакция и може да доведе до реакции, които изискват енергия, за да влязат. Гуанин трифосфат и гуанин дифосфат се използват от някои ензими и рецептори като „бутони за включване / изключване“, докато цитозин трифосфат и уридин трифосфат се използват при производството на биомолекули.
Основно сдвояване
Пурините и пиримидините, използвани от клетките за синтеза на нуклеотиди (аденин, цитозин, гуанин, тимин и урацил), имат няколко атома, които се свързват с водород, като азот, кислород и водород. Тези молекули са проектирани така, че цитозинът и гуанинът образуват връзки от три водородни връзки, докато аденинът и тиминът в ДНК или урацилът в РНК образуват връзки от две връзки. По време на репликацията на ДНК полимеразите образуват двойки A-T и C-G с ниски нива на грешки поради ефективността на техните водородни връзки. Неправилното сдвояване на база се открива бързо според присъщата нестабилност на неправилните двойки.
Лабораторна употреба
Трифосфатните нуклеотиди са често срещани съставки в няколко стандартни лабораторни процедури. Полимеразна верижна реакция (PCR) изисква въвеждането на смес от NTP за амплификация на ДНК. Към сместа може да се добави АТР за генериране на желана неблагоприятна реакция.
