Asociere de bază

O pereche de baze este formată din două nucleobaze care sunt situate unul lângă altul în acidul dezoxiribonucleic (ADN) sau acid ribonucleic (ARN), se leagă unul de celălalt și formează dublu fir cu ajutorul legăturilor de hidrogen. Aceasta este informația genomică a unui organism și conține genele. Una defectuoasă Asociere de bază poate duce la mutații.

Care este împerecherea de bază?

O pereche de baze constă din nucleobaze. Este un element de ADN sau ARN. Aceste nucleobaze, la rândul lor, împreună cu acid fosforic sau fosfat și dezoxiriboză, un zahăr, formează nucleotida (baza).

Acidul fosforic și dezoxiriboza sunt aceleași pentru fiecare nucleotidă, ele formând coloana vertebrală a ADN-ului. Baza și dezoxiriboza sunt cunoscute sub numele de nucleozide. Reziduurile fosfat înseamnă că ADN-ul este încărcat negativ și este, de asemenea, hidrofil, interacționează cu apa.

Nucleotidele diferă numai în bază. Se face o distincție între cinci baze, în funcție de dacă acestea sunt componente ale ADN-ului sau ARN-ului. Bazele sunt adenina (A) și guanina (G), acestea aparțin purinelor. Timina (T), citozina (C) și uracilul (U) sunt pirimidine. Purinele sunt compuși organici heterociclici, în timp ce pirimidinele sunt compuși organici heterociclici, aromatici.

În ADN există o pereche de adenină și timină (A-T), precum și guanină și citozină (G-C). În cazul ARN, pe de altă parte, are loc o împerechere de bază între adenină și uracil (A-U) și între guanină și citozină (G-C). Această împerechere de bază se numește complementară.

Îmbinările sunt create prin legături de hidrogen. Aceasta este interacțiunea dintre un atom de hidrogen și o pereche de electroni singure pe un alt atom. Atomul de hidrogen este legat covalent aici. Aceasta este o legătură chimică în care există o interacțiune între electronii de valență ai unui atom și nucleul unui alt atom. Perechile de bază sunt, de asemenea, utilizate ca măsură a dimensiunii ADN-ului: 1bp corespunde unuia și 1kb corespunde 1000 perechi de baze sau nucleotide.

Funcție și sarcină

Asocierea bazelor are funcții esențiale pentru structura ADN-ului. ADN-ul apare ca o dublă helix. Aranjamentul spațial al dublei helici se numește B-ADN, o helixă cu două fire, care, spre deosebire de forma A, are un aranjament mai relaxat.

Când adenina și timina sunt asociate cu baza, se formează două legături de hidrogen. În schimb, împerecherea dintre guanină și citozină creează trei legături de hidrogen. Datorită asocierii de bază între o purină și o pirimidină, distanța rezultată între cele două catene de ADN este întotdeauna aceeași. ADN-ul are o structură regulată, diametrul helixului ADN fiind de 2 nm. O rotație completă de 360 ​​° în elice are loc la fiecare 10 perechi de baze și are o lungime de 3,4 nm.

Asocierea bazelor joacă, de asemenea, un rol important în replicarea ADN-ului. Replicarea ADN-ului este împărțită în faza de inițiere, faza de alungire și faza de încheiere. Acest lucru se întâmplă în timpul diviziunii celulare. ADN-ul este dezlegat de o enzimă numită ADN helicază. Catenele duble sunt separate una de cealaltă și o ADN polimerază se atașează la o singură catenă de ADN și începe să producă o catena ADN complementară pe fiecare catena.Acest lucru creează două noi linii unice de ADN, care formează o nouă dublă helix ADN.

Structura dublei helice duble de sinteză ADN este asigurată de împerecherea complementară a bazelor. În plus, împerecherea bazelor joacă un rol esențial în biosinteza proteinelor. Aceasta se împarte în transcriere și traducere. În timpul transcrierii, dubla helix ADN este dezlegată și catenele complementare sunt separate unele de altele. Acest lucru este realizat și de enzima helicază.

ARN polimeraza se leagă la o singură catenă de ADN și formează ARN complementar la acesta. În cazul ARN, uracilul este utilizat în locul timinei și, în comparație cu ADN-ul, are o așa-numită coadă poliA. ARN se termină întotdeauna într-un șir de adenină. ARN-ul rămâne, de asemenea, o singură catenă și este utilizat pentru a sintetiza o proteină în timpul traducerii. Tipul proteinei depinde de gena particulară care a fost citită și folosită ca șablon pentru sinteza proteinelor.

Vă puteți găsi medicamentul aici

Boli și afecțiuni

Erwin Chargaff a constatat că numărul bazelor de adenină și timină, precum și guanină și citozină este 1: 1. James D. Watson și Francis Harry Compton Crick au aflat în sfârșit că există o pereche complementară de adenină și timină, precum și guanină și citozină. Aceasta este cunoscută sub numele de împerecherea Watson-Crick.

Cu toate acestea, diverse tulburări pot provoca împerecherea de bază neobișnuită, cum ar fi împerecherea inversă Watson-Crick. O altă formă eronată de împerechere de bază este împerecherea wobble. Acestea sunt împerecheri contrare împerecherii Watson-Crick precum G-U, G-T sau A-C. Aceste erori pot apărea în timpul replicării ADN-ului și trebuie apoi eliminate prin repararea ADN-ului.

Asocierea incorectă a bazelor poate duce la mutații. Aceste mutații nu trebuie să fie dăunătoare. Există așa-numitele muțiuni silențioase, în care o pereche de baze este schimbată pentru o altă pereche, dar nu duce la tulburări funcționale sau structurale ale proteinei sintetizate. În cazul anemiei celulelor secera, cu toate acestea, o mutație este motivul formării de celule roșii care nu funcționează. Mutația afectează în mod direct hemoglobina, care este responsabilă cu transportul oxigenului în sânge. Apar tulburări circulatorii grave și care pot pune viață în pericol pentru viață.