Azoto bazės – apibrėžimas ir struktūros

Azoto bazės yra DNR ir RNR. Shunyu Fan / Getty Images

Azoto bazė yra organinė molekulė, kurioje yra elementas azotas ir veikia kaip pagrindas cheminėse reakcijose. Pagrindinė savybė kyla iš vieniša elektronų pora ant azoto atomo.

Azoto bazės taip pat vadinamos nukleobazėmis, nes jos atlieka svarbų vaidmenį kaip statybinės medžiagos nukleino rūgštys Deoksiribonukleorūgštis ( DNR ) ir ribonukleino rūgštis ( RNR ).

Yra dvi pagrindinės azoto bazių klasės: purinai ir pirimidinai . Abi klasės primena piridino molekulę ir yra nepolinės, plokščios molekulės. Kaip ir piridinas, kiekvienas pirimidinas yra vienas heterociklinis organinis žiedas. Purinai susideda iš pirimidino žiedo, susiliejusio su imidazolo žiedu ir sudaro dvigubą žiedo struktūrą.

01 iš 07

5 pagrindinės azoto bazės

Azoto bazės DNR ir RNR jungiasi prie komplementarių bazių. Shunyu Fan / Getty Images

Nors yra daug azotinių bazių, penkios svarbiausios, kurias reikia žinoti, yra bazės DNR ir RNR , kurie taip pat naudojami kaip energijos nešikliai biocheminėse reakcijose. Tai yra adeninas, guaninas, citozinas, timinas ir uracilas. Kiekviena bazė turi vadinamą papildomą bazę, su kuria ji jungiasi tik sudarydama DNR ir RNR. Papildomos bazės sudaro genetinio kodo pagrindą.

Pažvelkime atidžiau į atskiras bazes...

02 iš 07

Adeninas

Adenino purino azoto bazės molekulė. MOLEKUUL / MOKSLO FOTO BIBLIOTEKA / Getty Images

Adeninas ir guaninas yra purinai. Adeninas dažnai žymimas didžiąja raide A. DNR jo papildoma bazė yra timinas. Cheminė adenino formulė yra C₅H₅N₅. RNR adeninas sudaro ryšius su uracilu.

Adeninas ir kitos bazės jungiasi su fosfato grupėmis ir cukraus riboze arba 2'-dezoksiriboze kad susidarytų nukleotidai . Nukleotidų pavadinimai yra panašūs į bazinius pavadinimus, tačiau turi purinų galūnę „-ozinas“ (pvz., adeninas sudaro adenozino trifosfatą) ir „-idino“ galūnę pirimidinams (pvz., citozinas sudaro citidino trifosfatą). Nukleotidų pavadinimai nurodo su molekule susietų fosfatų grupių skaičių: monofosfatas, difosfatas ir trifosfatas. Būtent nukleotidai veikia kaip DNR ir RNR statybiniai blokai. Vandenilio ryšiai susidaro tarp purino ir komplemento pirimidino, kad sudarytų dvigubą DNR spiralės formą arba veiktų kaip katalizatoriai reakcijose.

03 iš 07

Guaninas

Guanino purino azoto bazės molekulė. MOLEKUUL / MOKSLO FOTO BIBLIOTEKA / Getty Images

Guaninas yra purinas, žymimas didžiąja raide G. Jo cheminė formulė yra C₅H₅N₅O. Tiek DNR, tiek RNR guaninas jungiasi su citozinu. Nukleotidas, kurį sudaro guaninas, yra guanozinas.

Mityboje purinų gausu mėsos produktuose, ypač iš vidaus organų, tokių kaip kepenys, smegenys ir inkstai. Mažesnis purinų kiekis randamas augaluose, tokiuose kaip žirniai, pupelės ir lęšiai.

04 iš 07

timinas

Timino pirimidino azoto bazės molekulė. MOLEKUUL / MOKSLO FOTO BIBLIOTEKA / Getty Images

Timinas taip pat žinomas kaip 5-metiluracilas. Timinas yra pirimidinas, randamas DNR, kur jis jungiasi su adeninu. Timino simbolis yra didžioji raidė T. Jo cheminė formulė yra C₅H₆N_duO_du. Atitinkamas jo nukleotidas yra timidinas.

05 iš 07

Citozinas

Citozino pirimidino azoto bazės molekulė. LAGUNA DESIGN / Getty Images

Citozinas žymimas didžiąja raide C. DNR ir RNR jis jungiasi su guaninu. Watson-Crick bazių poroje tarp citozino ir guanino susidaro trys vandenilio ryšiai, sudarydami DNR. Cheminė citozino formulė yra C4H4N2O2. Citozino suformuotas nukleotidas yra citidinas.

06 iš 07

Uracilas

Uracilo pirimidino azoto bazės molekulė. MOLEKUUL / MOKSLO FOTO BIBLIOTEKA / Getty Images

Uracilas gali būti laikomas demetilintu timinu. Uracilas žymimas didžiąja raide U. Jo cheminė formulė yra C₄H₄N_duO_du. Į nukleino rūgštys , jis randamas su adeninu susietoje RNR. Uracilas sudaro nukleotidą uridiną.

Gamtoje yra daug kitų azoto bazių, be to, molekulės gali būti įtrauktos į kitus junginius. Pavyzdžiui, pirimidino žiedai randami tiamine (vitaminas B1) ir barbituatuose, taip pat nukleotiduose. Pirimidinai taip pat randami kai kuriuose meteorituose, nors jų kilmė vis dar nežinoma. Kiti gamtoje randami purinai yra ksantinas, teobrominas ir kofeinas.

07 iš 07

Peržiūrėkite bazinį susiejimą

PASIEKA / Getty Images

DNR bazių poravimas yra toks:

• A-T
• G-C

RNR uracilas užima timino vietą, todėl bazių poravimas yra:

• Į
• G-C

Azoto bazės yra viduje DNR dviguba spiralė , kai kiekvieno nukleotido cukraus ir fosfato dalys sudaro molekulės pagrindą. Kai DNR spiralė skyla, pvz transkribuoti DNR , prie kiekvienos eksponuojamos pusės pritvirtinamos papildomos bazės, todėl galima sudaryti identiškas kopijas. Kada RNR veikia kaip DNR gamybos šablonąvertimas, DNR molekulei gaminti naudojant bazių seką naudojamos papildomos bazės.

Kadangi jie papildo vienas kitą, ląstelėms reikia maždaug vienodo purino ir pirimidinų kiekio. Siekiant išlaikyti pusiausvyrą ląstelėje, tiek purinų, tiek pirimidinų gamyba slopina save. Kai susidaro vienas, jis slopina daugiau to paties ir suaktyvina jo atitikmens gamybą.