Зміст
ДНК і РНК є важливими компонентами живих клітин, і обидва вони складаються з азотистих основ, відомих як "пурини" і "піримідини". Ці основи також мають важливе значення для короткочасного зберігання клітинної енергії, а без них багато клітинні процеси виконувати не можна.
Характеристика пурину
Молекули, відомі як пурини, походять від гетероциклічних сполук, які на практиці ніколи не зустрічаються в природі. Гуанін, показаний на зображенні нижче, - це молекула пурину, модифікована аміногрупою та оксигенованим кетоном. Стандартними пуринами, що використовуються у високоенергетичних зв'язках та синтезі ДНК / РНК, є гуанін та аденин.
Характеристика піримідинів
Піримідини - це молекули, отримані з піримідину. Як і пурин, це гетероциклічна молекула, якої немає в природі. Цитозин, зображений на зображенні нижче, подібний до гуаніну; він також модифікований аміногрупою та оксигенованим кетоном.
Функції
Серед клітинних функцій, що виконуються пуринами та піримідинами, заслуговують на виділення дві. По-перше, пурини аденин та гуанін та піримідини цитозин, тимін та урацил використовуються для виробництва ДНК та РНК. Ці азотисті основи синтезуються і зв’язуються з групою фосфатів та цукру (дезоксирибоза); ці монофосфатні нуклеотиди вбудовуються у зростаючі ланцюги нових ДНК або РНК під час реплікації або транскрипції. Друга функція піримідинів і пуринів - це тимчасове зберігання енергії. Найбільш поширеною формою енергії в клітинах є аденозинтрифосфат або АТФ. Вивільнення третього фосфату утворює аденозиндифосфат, або АДФ, надзвичайно сприятливу реакцію і може призвести до реакцій, для вступу яких потрібна енергія. Гуанін-трифосфат та гуанін-дифосфат використовуються деякими ферментами та рецепторами як кнопки «увімкнення / вимкнення», тоді як цитозин-трифосфат та уридин-трифосфат використовуються для виробництва біомолекул.
Базове сполучення
Пурини та піримідини, що використовуються клітинами для синтезу нуклеотидів (аденін, цитозин, гуанін, тимін та урацил), мають кілька атомів, які зв’язуються з воднем, наприклад азот, кисень та водень. Ці молекули сконструйовані таким чином, що цитозин і гуанін утворюють зв’язки трьох водневих зв’язків, тоді як аденин і тимін в ДНК або урацил в РНК утворюють зв’язки з двох зв’язків. Під час реплікації ДНК полімерази утворюють пари A-T і C-G з низьким рівнем помилок через ефективність їх водневих зв’язків. Неправильне парування базової бази швидко виявляється відповідно до властивої нестабільності неправильних пар.
Лабораторне використання
Нуклеотиди трифосфату є загальними інгредієнтами декількох стандартних лабораторних процедур. Ланцюгова реакція полімерази (ПЛР) вимагає надходження суміші NTP для ампліфікації ДНК. АТФ можна додавати до суміші для утворення бажаної несприятливої реакції.
