Párování bází

Pár bází se skládá ze dvou nukleobáz, které jsou umístěny proti sobě v deoxyribonukleové kyselině (DNA) nebo ribonukleové kyselině (RNA), vážou se k sobě navzájem a vytvářejí dvouvláknové řetězce pomocí vodíkových vazeb. Toto je genomická informace o organismu a obsahuje geny. Vadný Párování bází může vést k mutacím.

Co je párování bází?

Pár bází se skládá z nukleobáz. Je to prvek DNA nebo RNA. Tyto nukleobázy zase společně s kyselinou fosforečnou nebo fosfátem a deoxyribózou, cukrem, tvoří nukleotid (báze).

Kyselina fosforečná a deoxyribóza jsou stejné pro každý nukleotid, tvoří páteř DNA. Báze a deoxyribóza jsou známé jako nukleosidy. Fosfátový zbytek znamená, že DNA je negativně nabitá a je také hydrofilní, interaguje s vodou.

Nukleotidy se liší pouze v bázi. Rozlišuje se mezi pěti bázemi v závislosti na tom, zda jsou složkami DNA nebo RNA. Báze jsou adenin (A) a guanin (G), patří k purinům. Thymin (T), cytosin (C) a uracil (U) jsou pyrimidiny. Puriny jsou heterocyklické organické sloučeniny, zatímco pyrimidiny jsou heterocyklické, aromatické, organické sloučeniny.

V DNA existuje párování bází adeninu a thyminu (A-T), jakož i guaninu a cytosinu (G-C). Na druhé straně v případě RNA dochází k párování bází mezi adeninem a uracilem (A-U) a mezi guaninem a cytosinem (G-C). Toto párování bází se nazývá komplementární.

Dvojice jsou vytvářeny vodíkovými vazbami. Toto je interakce mezi atomem vodíku a osamělým párem elektronů na jiném atomu. Atom vodíku je zde kovalentně vázán. Toto je chemická vazba, ve které existuje interakce mezi valenčními elektrony jednoho atomu a jádrem jiného atomu. Párování bází se také používá jako měřítko velikosti DNA: 1 bp odpovídá jednomu a 1 kb odpovídá 1 000 párů bází nebo nukleotidů.

Funkce a úkol

Párování bází má základní funkce pro strukturu DNA. DNA se vyskytuje jako dvojitá spirála. Prostorové uspořádání dvojité spirály se nazývá B-DNA, pravotočivá dvouvláknová spirála, která má na rozdíl od tvaru A uvolněnější uspořádání.

Když jsou adenin a thymin spárovány s bází, vytvoří se dvě vodíkové vazby. Naopak párování guaninu a cytosinu vytváří tři vodíkové vazby. V důsledku párování bází mezi purinem a pyrimidinem je výsledná vzdálenost mezi dvěma řetězci DNA vždy stejná. Struktura DNA je pravidelná, průměr DNA šroubovice je 2 nm. K úplné rotaci 360 ° uvnitř šroubovice dochází každých 10 párů bází a je 3,4 nm dlouhá.

Párování bází také hraje důležitou roli v replikaci DNA. Replikace DNA je rozdělena na iniciační fázi, fázi prodloužení a fázi ukončení. To se děje během dělení buněk. DNA je odvíjena enzymem zvaným DNA helikáza. Dvojitá vlákna jsou od sebe oddělena a DNA polymeráza se připojuje k jedinému řetězci DNA a začíná produkovat komplementární řetězec DNA na každém jednotlivém řetězci.Tím se vytvoří dva nové jednotlivé řetězce DNA, které vytvoří novou dvojitou spirálu DNA.

Struktura nově syntetizované dvojité šroubovice DNA je zajištěna komplementárním párováním bází. Kromě toho hraje párování bází zásadní roli v biosyntéze proteinu. Toto je rozděleno na přepis a překlad. Během transkripce je dvojitá spirála DNA nevázaná a komplementární řetězce jsou od sebe odděleny. To se také provádí enzymovou helikázou.

RNA polymeráza se váže na jedno vlákno DNA a tvoří k ní RNA komplementární. V případě RNA se místo thyminu používá uracil a ve srovnání s DNA má tzv. PolyA ocas. RNA vždy končí řetězcem adeninu. RNA také zůstává jediným řetězcem a používá se k syntéze proteinu během translace. Typ proteinu závisí na konkrétním genu, který byl přečten a použit jako templát pro syntézu proteinu.

Zde najdete své léky

Nemoci a nemoci

Erwin Chargaff zjistil, že počet bází adeninu a thyinu, jakož i guaninu a cytosinu je 1: 1. James D. Watson a Francis Harry Compton Crick konečně zjistili, že existuje doplňkové párování adeninu a thyinu, jakož i guaninu a cytosinu. Toto je známé jako párování Watson-Crick.

Různé poruchy však mohou způsobit neobvyklé párování bází, jako je reverzní párování Watson-Crick. Další chybnou formou párování bází je kolísání kolísání. Jedná se o párování na rozdíl od Watson-Crickova párování, jako je G-U, G-T nebo A-C. Tyto chyby mohou nastat během replikace DNA a musí být odstraněny opravou DNA.

Nesprávné párování bází může vést k mutacím. Tyto mutace nemusí být škodlivé. Existují takzvané tiché muace, ve kterých je pár bází zaměňován za jiný pár, ale nevede to k žádným funkčním nebo strukturálním poruchám syntetizovaného proteinu. V případě srpkovité anémie je však mutace příčinou vzniku nefunkčních červených krvinek. Mutace přímo ovlivňuje hemoglobin, který je zodpovědný za transport kyslíku v krvi. Vyskytují se závažné a život ohrožující poruchy oběhu a anémie.