Spárovanie báz

Bázový pár pozostáva z dvoch nukleobáz, ktoré sú umiestnené proti sebe v deoxyribonukleovej kyseline (DNA) alebo ribonukleovej kyseline (RNA), vzájomne sa viažu a vytvárajú dvojvlákno pomocou vodíkových väzieb. Toto je genomická informácia o organizme a obsahuje gény. Chybný Spárovanie báz môže viesť k mutáciám.

Čo je párovanie báz?

Pár báz sa skladá z nukleobáz. Je to prvok DNA alebo RNA. Tieto nukleobázy zase spolu s kyselinou fosforečnou alebo fosfátom a deoxyribózou, cukrom, tvoria nukleotid (báza).

Kyselina fosforečná a deoxyribóza sú rovnaké pre každý nukleotid, tvoria kostru DNA. Báza a deoxyribóza sú známe ako nukleozidy. Fosfátový zvyšok znamená, že DNA je negatívne nabitá a je tiež hydrofilná, interaguje s vodou.

Nukleotidy sa líšia iba bázou. Rozlišuje sa medzi piatimi bázami v závislosti od toho, či sú zložkami DNA alebo RNA. Bázy sú adenín (A) a guanín (G), ktoré patria medzi puríny. Tymín (T), cytozín (C) a uracil (U) sú pyrimidíny. Puríny sú heterocyklické organické zlúčeniny, zatiaľ čo pyrimidíny sú heterocyklické, aromatické, organické zlúčeniny.

V DNA existuje párovanie báz adenínu a tymínu (A-T), ako aj guanínu a cytozínu (G-C). Na druhej strane v prípade RNA dochádza k párovaniu báz medzi adenínom a uracilom (A-U) a medzi guanínom a cytozínom (G-C). Toto párovanie báz sa nazýva komplementárne.

Párovanie sa vytvára vodíkovými väzbami. Toto je interakcia medzi atómom vodíka a osamelým párom elektrónov na inom atóme. Atóm vodíka je tu kovalentne viazaný. Je to chemická väzba, v ktorej existuje interakcia medzi valenčnými elektrónmi jedného atómu a jadrom iného atómu. Páry báz sa tiež používajú ako miera veľkosti DNA: 1 bp zodpovedá jednej a 1 kb zodpovedá 1 000 párom báz alebo nukleotidov.

Funkcia a úloha

Párovanie báz má základné funkcie pre štruktúru DNA. DNA sa vyskytuje ako dvojitá špirála. Priestorové usporiadanie dvojzávitnice sa nazýva B-DNA, pravostranná dvojvláknová skrutkovnica, ktorá má na rozdiel od tvaru A uvoľnenejšie usporiadanie.

Keď sú adenín a tymín párované s bázou, vytvoria sa dve vodíkové väzby. Naopak, párovanie guanínu a cytozínu vytvára tri vodíkové väzby. V dôsledku párovania báz medzi purínom a pyrimidínom je výsledná vzdialenosť medzi dvoma reťazcami DNA vždy rovnaká. DNA má pravidelnú štruktúru, pričom priemer DNA špirály je 2 nm. Úplná rotácia o 360 ° vo vnútri špirály nastáva každých 10 párov báz a je dlhá 3,4 nm.

Párovanie báz tiež hrá dôležitú úlohu pri replikácii DNA. Replikácia DNA je rozdelená na iniciačnú fázu, predĺženú fázu a fázu ukončenia. To sa deje počas delenia buniek. DNA sa rozpadá enzýmom nazývaným DNA helikáza. Dvojité vlákna sú od seba oddelené a DNA polymeráza sa viaže k jednému vláknu DNA a začína vytvárať komplementárne vlákno DNA na každom jednotlivom vlákne.Takto sa vytvoria dva nové jednotlivé vlákna DNA, ktoré tvoria novú dvojitú špirálu DNA.

Štruktúra novo syntetizovanej dvojzávitnice DNA je zabezpečená komplementárnym párovaním báz. Okrem toho párovanie báz hrá zásadnú úlohu v biosyntéze proteínov. Toto je rozdelené na prepis a preklad. Počas transkripcie je dvojitá špirála DNA neviazaná a komplementárne vlákna sú od seba oddelené. To sa tiež deje enzýmom helikáza.

RNA polymeráza sa viaže k jednému vláknu DNA a tvorí s ňou komplementárnu RNA. V prípade RNA sa namiesto tymínu používa uracil a v porovnaní s DNA má tzv. PolyA chvost. RNA vždy končí reťazcom adenínu. RNA tiež zostáva jednovláknová a používa sa na syntézu proteínu počas translácie. Typ proteínu závisí od konkrétneho génu, ktorý bol prečítaný a použitý ako templát pre syntézu proteínu.

Svoje lieky nájdete tu

Choroby a choroby

Erwin Chargaff zistil, že počet báz adenínu a tymínu, ako aj guanínu a cytozínu je 1: 1. James D. Watson a Francis Harry Compton Crick nakoniec zistili, že existuje doplnkové párovanie adenínu a tymínu, ako aj guanínu a cytozínu. Toto je známe ako párovanie Watson-Crick.

Rôzne poruchy však môžu spôsobiť nezvyčajné párovanie báz, ako napríklad reverzné Watson-Crickove párovanie. Inou chybnou formou párovania báz je kolísanie kolísania. Ide o párovanie, ktoré je v rozpore so párovaním Watson-Crick, ako je G-U, G-T alebo A-C. Tieto chyby sa môžu vyskytnúť počas replikácie DNA a potom sa musia odstrániť pomocou opravy DNA.

Nesprávne párovanie báz môže viesť k mutáciám. Tieto mutácie nemusia byť škodlivé. Existujú takzvané tiché muácie, pri ktorých je pár báz vymenený za iný pár, ale to nemá za následok žiadne funkčné alebo štrukturálne poruchy syntetizovaného proteínu. V prípade kosáčikovitej anémie je však mutácia príčinou vzniku nefunkčných červených krviniek. Mutácia priamo ovplyvňuje hemoglobín, ktorý je zodpovedný za transport kyslíka v krvi. Vyskytujú sa závažné a život ohrozujúce poruchy obehového systému a anémia.