Отвори го главното мени
Базно спарување: Две базни парови се создаваат од четири нуклеотидни мономери, азотните бази се со сина боја. Гванин (G) се врзува за цитозин (C) преку три водородни врски, означени со црвени хоризонтални црти. Аденин (A) се врзува за урацил (U) преку две водородни врски.
Хетероциклични прстени на пуринските азотни бази.
Хетероциклични прстени на пиримидинските азотни бази.

Азотните бази, или често нарекувани едноставно бази, се хетероциклични соединенија кои градат нуклеозиди, кои, пак, се компоненти на нуклеотидите - основните градбени единици (мономери) на нуклеинските киселини. Способноста на азотните бази да се врзуваат меѓусебно со водородни врски, формирајќи на тој начин базни парови, и да стапуваат во стекинг интеракции, директно резултира со формирање на долги, верижни, спирални структури, карактеристични за рибонуклеинските киселини (РНК) и деоксирибонуклеинските киселини (ДНК).

Петте азотни бази — аденин (A), цитозин (C), гванин (G), тимин (T) и урацил (U)—се нарекуваат основни (или канонски) бази. Тие се основните единици на генетскиот код, со тоа што базите A, G, C и Т се наоѓаат во ДНК, а базите А, G, C и U се наоѓаат во РНК. Базите тимин (T) и урацил (U) се идентични меѓусебе, освен што Т поседува една метил група која недостасува во U.

Азотните бази аденин и гванин имаат хемиска структура изведена од хетероцикличното соединение пурин, па оттука тие се нарекуваат пурински бази. Базите цитозин, тимин и урацил имаат хемиска структура изведена од хетероцикличното соединение пиримидин, па затоа се нарекуваат пиримидински бази. Секој од базните парови во еден типичен двоен хеликс на ДНК или РНК молекула се состои од една пуринска и една пиримидинска база, со тоа што А секогаш се спарува со Т, додека G секогаш се спарува со C. Овие пуринско-пиримидински парови, кои се нарекуваат комплементарни базни парови, ги поврзуваат двете полинуклеотидни вериги на еден ДНК или РНК двоен хеликс. Правилото на спарување на пурини исклучиво со пиримидини и обратно, веројатно се јавува како резултат на просторни ограничувања во рамките на двојниот хеликс, бидејќи ваквата комбинација дава геометрија на константна ширина на хеликсот. Базниот пар A-T се формира со помош на две водородни врски, додека базниот пар C-G со помош на три водородни врски, помеѓу амино и карбонилните групи на комплементарните бази.

Според една студија на НАСА од 2011 година, биолошките азотни бази аденин, гванин и хипоксантин (база која се среќава во состав на некои РНК молекули) и уште неколку хемиски сродни, но небиолошки, азотни бази како пурин, ксантин, 2,6-диаминопурин и 6,8-диаминопурин биле откриени во составот на метеорити.[1][2][3]

Терминот база во името на овие соединенија ги одразува нивните хемиски својства во киселинско-базните реакции, но тие својства не се од особено значење за разбирање на нивните биолошки функции.

СтруктураУреди

 
Хемиска структура на ДНК, во која се прикажани четири базни парови помеѓу осум нуклеотиди: аденин (A) се врзува за тимин (T), а гванин (G) се врзува за цитозин (C). Оваа структура исто така ја покажува насоката на секоја од двете фосфат-деоскирибозни вериги. Насоката 5' кон 3' (се чита "пет прим кон три прим") е: надоле на веригата од левата страна и нагоре на веригата од десната страна.

Во структурата на нуклеинските киселини, фосфатните остатоци последователно ги врзуваат двата пентозни шеќери на двата соседни нуклеотидни мономери, градејќи така долга полимерна нишка (верига). Наизменично врзаните фосфати и пентози (рибоза или деоксирибоза) го градат ''рбетот'' на полинуклеотидот. Во двојниот хеликс на ДНК молекулата, двете вериги хемиски се ориентирани во спротивни насоки, што овозможува базно спарување преку обезбедување на комплементарност помеѓу базите и што е од суштинско значење за репликацијата и транскрипцијата на кодираните информации во ДНК.

Модифицирани азотни базиУреди

ДНК и РНК, исто така, содржат и други бази освен основните, кои настануваат со хемиска модификација на основните бази по формирањето на веригата на нуклеинската киселина. Во структурата на ДНК најчестата модифицирана база е 5-метилцитозин (m5C), а во структурата на РНК постојат многу повеќе модифицирани бази, меѓу кои се оние содржани во составот на нуклеозидите псевдоуридин (Ψ), дихидроуридин (D), инозин (I) и 7-метилгванозин (m7G).[4][5]

Хипоксантин и ксантин се две од многуте бази создадени со дејство на мутагени агенси, при што подлегнуваат на деаминација (замена на амино групата со карбонилна група). Хипоксантин се добива со деаминација на аденин; ксантин се добива со деаминација на гванин;[6] а урацил се добива со деаминација на цитозин.

Модифицирани пурински базиУреди

Примери за модифицирани пурински бази:

Азотна база
 
Хипоксантин
 
Ксантин
 
7-Метилгванин
Нуклеозид  
Инозин
I
 
Ксантозин
X
 
7-Метилгванозин
m7G

Модифицирани пиримидински базиУреди

Примери за модифицирани пиримидински бази:

Азотна база
 
5,6-Дихидроурацил
 
5-Метилцитозин
 
5-Хидроксиметилцитозин
Нуклеозид  
Дихидроуридин
D
 
5-Метилцитидин
м5C

Вештачки азотни базиУреди

Постојат голем број на аналогни бази на биолошките азотни бази. Најчесто се употребуваат како флуоресцентни проби во ДНК микрочиповите за обележување на кДНК (комплементарна ДНК) или кРНК (комплементарна РНК), било директно или индиректно, како што е аминоалил нуклеотидот. Некои научници работат на алтернативни "екстра" базни парови за проширување на генетскиот код, како што се изогванин и изоцитозин или флуоресцентниот 2-амино-6-(2-тиенил)пурин и пирол-2-карбалдехид.

Во медицината, неколку нуклеозидни аналози се користат како лекови за рак и антивирусни лекови. Овие соединенија се администрираат во форма на нуклеозиди, бидејќи наелектризираните нуклеотиди тешко ги преминуваат клеточните мембрани. Најмалку еден сет на нови базни парови е објавен до мај 2014 година.[7]

ПоврзаноУреди

НаводиУреди

  1. Callahan; Smith, K.E.; Cleaves, H.J.; Ruzica, J.; Stern, J.C.; Glavin, D.P.; House, C.H.; Dworkin, J.P. (11 August 2011). „Carbonaceous meteorites contain a wide range of extraterrestrial nucleobases“. PNAS. doi:10.1073/pnas.1106493108. конс. 2011-08-15. 
  2. Steigerwald, John (8 August 2011). „NASA Researchers: DNA Building Blocks Can Be Made in Space“. NASA. конс. 2011-08-10. 
  3. ScienceDaily Staff (9 August 2011). „DNA Building Blocks Can Be Made in Space, NASA Evidence Suggests“. ScienceDaily. конс. 2011-08-09. 
  4. BIOL2060: Translation
  5. "Role of 5' mRNA and 5' U snRNA cap structures in regulation of gene expression" – Research – Retrieved 13 December 2010.
  6. T Nguyen, D Brunson, C L Crespi, B W Penman, J S Wishnok, and S R Tannenbaum, DNA damage and mutation in human cells exposed to nitric oxide in vitro, Proc Natl Acad Sci U S A. 1992 April 1; 89(7): 3030–3034
  7. Denis A. Malyshev; Kirandeep Dhami; Thomas Lavergne; Tingjian Chen; Nan Dai; Jeremy M. Foster; Ivan R. Corrêa; Floyd E. Romesberg (2014 г). A semi-synthetic organism with an expanded genetic alphabet. „Nature“ том  509: 385–388. doi:10.1038/nature13314. PMID 24805238. 

Надворешни врскиУреди