Спајање базе

Базни пар састоји се од две нуклеобазе, које су једна насупрот другој у деоксирибонуклеинској киселини (ДНК) или рибонуклеинској киселини (РНА), које се међусобно вежу и формирају двоструки ланац уз помоћ водоничних веза. Ово је геномска информација организма и садржи гене. Неисправан Спајање базе може довести до мутација.

Шта је основно упаривање?

Базни пар састоји се од нуклеобаза. То је елемент ДНК или РНК. Ове нуклеобазе заузврат, заједно са фосфорном киселином или фосфатом и деоксирибозом, шећером, формирају нуклеотид (базу).

Фосфорна киселина и деоксирибоза су исте за сваки нуклеотид; они чине окосницу ДНК. База и деоксирибоза су познати као нуклеозиди. Остатак фосфата значи да је ДНА негативно наелектрисана и да је такође хидрофилна; интеракција је са водом.

Нуклеотиди се разликују само у бази. Разликује се између пет база, зависно од тога да ли су компоненте ДНК или РНК. Основе су аденин (А) и гванин (Г), а припадају пуринима. Тимин (Т), цитозин (Ц) и урацил (У) су пиримидини. Пурини су хетероциклична органска једињења, док су пиримидини хетероциклична, ароматична, органска једињења.

У ДНК постоји парно спајање аденина и тимина (А-Т), као и гванина и цитозина (Г-Ц). У случају РНА, с друге стране, долази до спајања базе између аденина и урацила (А-У) и између гванина и цитозина (Г-Ц). Ово основно упаривање назива се комплементарним.

Упаривања су створена водоничним везама. Ово је интеракција између атома водоника и усамљеног пара електрона на другом атому. Атом водоника је овде ковалентно повезан. Ово је хемијска веза у којој постоји интеракција између валентних електрона једног атома и језгра другог атома. Базни парови се такође користе као мера величине ДНК: 1бп одговара једном, а 1кб одговара 1000 парова база или нуклеотида.

Функција и задатак

Спајање базе има суштинске функције за структуру ДНК. ДНК настаје као двострука спирала. Просторни распоред двоструке спирале назива се Б-ДНК, десна двострана спирала која за разлику од А-облика има опуштенији распоред.

Кад су аденин и тимин упарени, формирају се две водоничне везе. Супротно томе, упаривање гванина и цитозина ствара три водоничне везе. Због спајања базе између пурина и пиримидина, резултирајућа удаљеност између два ланца ДНК је увек иста. ДНК има правилну структуру, пречник ДН-хеликса је 2 нм. Потпуна ротација за 360 ° унутар хелика догађа се сваких 10 парова база и дугачка је 3,4 нм.

Спајање базе такође игра важну улогу у репликацији ДНК. Репликација ДНК се дели на фазу иницијације, фазу издужења и фазу завршетка. То се дешава током дељења ћелија. ДНК се одводи ензимом званим ДНА хеликаза. Дупли ланци су одвојени један од другог и ДНК полимераза се везује за један ланац ДНК и почиње да производи комплементарни ланац ДНК на сваком поједином ланцу.Ово ствара два нова једнострука ланца ДНК, која творе нову двоструку спиралу ДНК.

Структура ново синтетизованог двоструког спирала ДНА обезбеђена је комплементарним основним упаривањем. Поред тога, упаривање базе игра кључну улогу у биосинтези протеина. То је подељено на транскрипцију и превод. Током транскрипције, двострука спирала ДНК се одвезала и комплементарни ланци су одвојени један од другог. То се такође обавља помоћу ензима хелицаза.

РНА полимераза веже се за један ланац ДНК и формира РНК комплементарну њему. У случају РНА, урацил се користи уместо тимина и, у поређењу са ДНК, има такозвани реп полиА. РНА увек завршава низом аденина. РНА такође остаје један ланац и користи се за синтезу протеина током превођења. Врста протеина зависи од гена који је очитан и коришћен као образац за синтезу протеина.

Овде можете пронаћи лекове

Болести и тегобе

Ервин Цхаргафф открио је да је број база аденин и тимин, као и гванин и цитозин 1: 1. Јамес Д. Ватсон и Францис Харри Цомптон Црицк коначно су открили да постоји комплементарно базно упаривање аденина и тимина као и гванина и цитозина. Ово је познато као Ватсон-Црицк упаривање.

Међутим, разни поремећаји могу проузроковати необично спајање базе, попут обрнутог Ватсон-Црицк упаривања. Други погрешан облик упаривања у основи је упаривање у колебању. То су парови супротни Ватсон-Црицк упаривању као што су Г-У, Г-Т или А-Ц. Ове грешке могу се јавити током репликације ДНК и морају се елиминисати поправком ДНК.

Неправилно упаривање базе може довести до мутација. Ове мутације не морају бити штетне. Постоје такозване тихе мутације у којима се базни пар замењује за други пар, али то не резултира никаквим функционалним или структуралним поремећајима за синтетизовани протеин. Међутим, у случају анемије српастих ћелија, мутација је разлог за формирање нефункционалних црвених крвних зрнаца. Мутација директно утиче на хемоглобин који је одговоран за транспорт кисеоника у крви. Јављају се озбиљни и по живот опасни поремећаји циркулације и анемија.