Obsah
DNA a RNA sú základnými zložkami živých buniek a obe sú tvorené dusíkatými bázami známymi ako „puríny“ a „pyrimidíny“. Tieto základy sú tiež nevyhnutné na okamžité ukladanie bunkovej energie a bez nich mnoho bunkové procesy nebolo možné vykonať.
Purínové vlastnosti
Molekuly známe ako puríny sú odvodené od heterocyklických zlúčenín, ktoré sa v praxi nikdy nenachádzajú v prírode. Guanín, zobrazený na obrázku nižšie, je molekula purínu modifikovaná aminoskupinou a okysličeným ketónom. Štandardné puríny používané vo vysokoenergetických väzbách a pri syntéze DNA / RNA sú guanín a adenín.
Charakteristika pyrimidínov
Pyrimidíny sú molekuly odvodené od pyrimidínu. Rovnako ako purín je to heterocyklická molekula, ktorá sa v prírode nenachádza. Cytozín, znázornený na obrázku nižšie, je podobný guanínu; je tiež modifikovaný aminoskupinou a okysličeným ketónom.
Funkcie
Spomedzi bunkových funkcií vykonávaných purínmi a pyrimidínmi si treba zaslúžiť vyzdvihnutie dvoch. Najskôr sa na výrobu DNA a RNA používajú puríny adenín a guanín a pyrimidíny cytozín, tymín a uracil. Tieto dusíkaté bázy sú syntetizované a spojené so skupinou fosfátov a cukrov (deoxyribózy); tieto monofosfátové nukleotidy sú zabudované do rastúcich vlákien nových DNA alebo RNA počas replikácie alebo transkripcie. Druhou funkciou pyrimidínov a purínov je dočasné uskladnenie energie. Najbežnejšou formou energie v bunkách je adenozíntrifosfát alebo ATP. Uvoľnenie tretieho fosfátu vytvára adenozíndifosfát alebo ADP, čo je mimoriadne priaznivá reakcia, a môže viesť k reakciám, ktoré si vyžadujú vstup energie. Guaníntrifosfát a guaníndifosfát sa používajú určitými enzýmami a receptormi ako „tlačidlá zapnutia / vypnutia“, zatiaľ čo cytozín trifosfát a uridín trifosfát sa používajú na výrobu biomolekúl.
Párovanie báz
Puríny a pyrimidíny používané bunkami na syntézu nukleotidov (adenín, cytozín, guanín, tymín a uracil) majú niekoľko atómov, ktoré sa viažu s vodíkom, ako je dusík, kyslík a vodík. Tieto molekuly sú navrhnuté tak, aby cytozín a guanín tvorili väzby troch vodíkových väzieb, zatiaľ čo adenín a tymín v DNA alebo uracil v RNA tvoria väzby dvoch väzieb. Počas replikácie DNA vytvárajú polymerázy páry A-T a C-G s nízkou mierou chybovosti vďaka účinnosti svojich vodíkových väzieb. Nesprávne párovanie báz sa zistí rýchlo podľa inherentnej nestability nesprávnych párov.
Laboratórne použitie
Trifosfátové nukleotidy sú bežnými prísadami v niekoľkých štandardných laboratórnych postupoch. Polymerázová reťazová reakcia (PCR) vyžaduje na amplifikáciu DNA vstup zmesi NTP. K zmesi sa môže pridať ATP, aby sa vytvorila požadovaná nepriaznivá reakcia.
