Osnovni par sastoji se od dvije nukleobaze koje su okrenute jedna prema drugoj deoksiribonukleinska kiselina (DNA) odn ribonukleinska kiselina (RNA), vežu se međusobno i oblikuju dvostruku nit pomoću vodik brϋcken. Ovo su genomske informacije organizma i uključuju gene. Neispravno spajanje baze može dovesti do mutacija.
Što je osnovno uparivanje?
Osnovni par čine nukleobaze. Ovo je element DNA ili RNA. Te nukleobaze, pak, zajedno sa fosforna kiselina or fosfat i deoksiriboza, a šećer, tvore nukleotid (bazu). The fosforna kiselina i deoksiriboza su isti za svaki nukleotid; oni čine okosnicu DNK. Baza i deoksiriboza nazivaju se nukleozidima. The fosfat rezidua u DNA negativno nabijena i također hidrofilna, interakcija s voda javlja se. Nukleotidi se razlikuju samo u osnovi. Postoje fϋnf baze, ovisno o tome jesu li komponente DNA ili RNA. The baze su adenin (A) i gvanin (G), oni pripadaju purinima. Timin (T), citozin (C) i uracil (U) su pirimidini. Purini su heterociklički organski spojevi, dok su pirimidini heterociklični aromatski organski spojevi. U DNK dolazi do uparivanja baza između adenina i timina (AT) te gvanina i citozina (GC). S druge strane, u RNA dolazi do uparivanja baza između adenina i uracila (AU), te između gvanina i citozina (GC). Ovo osnovno uparivanje naziva se komplementarno. Uparivanja kreira vodik brϋcking. Ovo je interakcija između a vodik atom sa slobodnim elektronskim parom drugog atoma. Atom vodika je u ovom slučaju kovalentno vezan. Ovo je kemijska veza u kojoj dolazi do interakcije između valentnih elektrona jednog atoma i jezgre drugog atoma. Uparivanje baza također se koristi kao mjera veličine za DNA: 1bp odgovara jednom, a 1kb odgovara 1000 parova baza ili nukleotida.
Funkcija i zadatak
Uparivanje baza ima bitne funkcije za strukturu DNA. DNA se javlja kao dvostruka zavojnica. U ovom se slučaju prostorni raspored dvostruke zavojnice naziva B-DNA, desnoruka dvolančana zavojnica koja ima opušteniji raspored za razliku od A-oblika. Spajanje baza adenina i timina rezultira stvaranjem dva vodikova brϋcka. Suprotno tome, uparivanje baza gvanina i citozina rezultira stvaranjem tri vodika mostovi. Zbog uparivanja baze između purina i pirimidina, rezultirajuća udaljenost između dva lanca DNA uvijek je ista. To rezultira pravilnom strukturom DNA, gdje je promjer zavojnice DNA 2nm. Potpuna rotacija od 360 ° unutar zavojnice događa se svakih 10 baznih parova i duga je 3.4 nm. Uparivanje baza također igra važnu ulogu u replikaciji DNA. Replikacija DNA podijeljena je na fazu iniciranja, fazu produljenja i fazu završetka. To se događa tijekom diobe stanica. DNA se odmotava enzimom, DNA helikazom. Dvostruke niti su odvojene i DNK polimeraza se veže za jednostruku DNA i počinje stvarati komplementarnu DNA nit na svakom pojedinačnom lancu. To stvara dvije nove DNK pojedinačne niti, koje tvore novu dvostruku spiralu DNA. Komplementarno uparivanje baze osigurava strukturu novo sintetizirane dvostruke zavojnice DNA. Uz to, uparivanje baza igra ključnu ulogu u biosintezi proteina. To se dijeli na transkripciju i prijevod. Tijekom transkripcije, DNA dvostruka zavojnica se odmotava i komplementarne se niti međusobno odvajaju. To čini i enzim helikaza. RNA polimeraza veže se na jedan lanac DNA i tvori komplementarnu RNA. U RNA se uracil koristi umjesto timina i u usporedbi s DNA ima takozvani polyA rep. RNA uvijek završava u nizu adenina. RNA također ostaje jednolančana i služi za sintezu proteina tijekom translacije. Vrsta proteina ovisi o određenoj gen koja je pročitana i korištena kao predložak za biosintezu proteina.
Bolesti i poremećaji
Erwin Chargaff otkrio je da je broj baze adenin i timin, kao i gvanin i citozin su 1: 1. James D. Watson i Francis Harry Compton Crick na kraju su otkrili da postoji komplementarno osnovno uparivanje adenina i timina, kao i gvanina i citozina. To se naziva Watson-Crick uparivanje. Međutim, neobično uparivanje baze može se dogoditi zbog različitih poremećaja, poput obrnutog Watson-Crick uparivanja. Sljedeće neispravno uparivanje baze je klimavo uparivanje. To su uparivanja suprotna Watson-Crick uparivanju, kao što su GU, GT ili AC. Te se pogreške mogu pojaviti tijekom replikacije DNA, a zatim ih se moraju ukloniti popravkom DNA. Mutacije se mogu pojaviti kao rezultat neispravnog uparivanja baze. Te mutacije ne moraju biti štetne. Postoje takozvane tihe mutacije, u kojima se bazni par mijenja s drugim parom, ali to ne rezultira nikakvim funkcionalnim ili strukturnim poremećajima za sintetizirani protein. Međutim, u slučaju srpastih stanica anemija, mutacija je razlog nastanka nefunkcionalne crvene boje krv Stanice. Mutacija izravno utječe hemoglobin, koja je odgovorna za kisik prijevoz u krv. Teška i opasna po život poremećaji cirkulacije i anemija proizlaziti.
