MGA BASE NG NITROGEN: PAG-UURI AT PAG-ANDAR - BIOLOGY - 2024

Ang mga nitrogenous base ay mga organikong compound heterocyclically mayaman sa nitrogen. Ang mga ito ay bahagi ng mga bloke ng gusali ng mga nucleic acid at iba pang mga molekula ng biological na interes, tulad ng mga nucleosides, dinucleotides at intracellular messenger. Sa madaling salita, ang mga base sa nitrogenous ay isang bahagi ng mga yunit na bumubuo ng mga nucleic acid (RNA at DNA) at iba pang mga molekula na nabanggit.

Mayroong dalawang pangunahing mga grupo ng mga nitrogenous base: purine o purine base at pyrimidine o pyrimidine base. Ang Adenine at guanine ay kabilang sa unang pangkat, habang ang thymine, cytosine at uracil ay mga base ng pyrimidine. Ang mga batayang ito ay karaniwang ipinapahiwatig ng kanilang unang titik: A, G, T, C, at U.

Iba't ibang mga nitrogenous base sa DNA at RNA.
Pinagmulan: Gumagamit: Sponktranslation: Gumagamit: Jcfidy

Ang mga bloke ng gusali ng DNA ay A, G, T at C. Sa pag-order ng mga batayan ang lahat ng impormasyong kinakailangan para sa pagtatayo at pagbuo ng isang buhay na organismo ay naka-encode. Sa RNA, ang mga sangkap ay pareho, ang T lamang ang papalitan ng U.

Istraktura at pag-uuri

Ang mga base ng nitrogen ay mga flat molekula, ng mabango at heterocyclic type, na sa pangkalahatan ay nagmula sa purines o pyrimidines.

Pyrimidine singsing

Ang istruktura ng kemikal ng pyrimidine.

Ang singsing na pyrimidine ay anim na may lamad na heterocyclic aromatic singsing na may dalawang mga atom na nitrogen. Ang mga atomo ay binibilang sa isang sunud-sunod na direksyon.

Purine singsing

Ang istruktura ng kemikal ng purine.

Ang purine singsing ay binubuo ng isang dalawang-singsing na sistema: ang isa ay istruktura na katulad ng pyrimidine singsing at ang iba pa ay katulad ng singsing ng imidazole. Ang siyam na mga atom na ito ay pinagsama sa isang solong singsing.

Ang singsing na pyrimidine ay isang patag na sistema, habang ang mga purines ay lumihis medyo mula sa pattern na ito. Ang isang bahagyang crease o kulubot ay naiulat sa pagitan ng imidazole singsing at pyrimidine singsing.

Mga katangian ng nitrogenous base

Aromaticity

Sa organikong kimika, ang isang aromatic singsing ay tinukoy bilang isang molekula na ang mga elektron mula sa dobleng mga bono ay may libreng sirkulasyon sa loob ng istrukturang siklista. Ang kadaliang kumilos ng mga electron sa loob ng singsing ay nagbibigay ng katatagan sa molekula-kung ihahambing natin ito sa parehong molekula-, ngunit sa mga elektron na naayos sa dobleng mga bono.

Ang mabango na katangian ng sistemang singsing na ito ay nagbibigay sa kanila ng kakayahang makaranas ng isang kababalaghan na tinatawag na keto-enol tautomerism.

Iyon ay, ang mga purines at pyrimidines ay umiiral sa mga pares ng tautomeric. Ang mga tautoer ng Keto ay nangingibabaw sa neutral na pH para sa mga batayang uracil, thymine, at guanine. Sa kaibahan, ang form ng enol ay nangingibabaw sa cytosine, sa neutral na pH. Ang aspektong ito ay mahalaga para sa pagbuo ng mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga base.

Pagsipsip ng ilaw ng UV

Ang isa pang pag-aari ng mga purines at pyrimidines ay ang kanilang kakayahang mahigpit na sumipsip ng ultraviolet light (UV light). Ang pattern ng pagsipsip na ito ay isang direktang kinahinatnan ng aromaticity ng mga singsing ng heterocyclic.

Ang spectrum ng pagsipsip ay may maximum na malapit sa 260 nm. Ginagamit ng mga mananaliksik ang pamantayang ito upang matukoy ang dami ng DNA sa kanilang mga sample.

Pagkakatunaw ng tubig

Salamat sa malakas na mabangong katangian ng mga base sa nitrogen, ang mga molekulang ito ay halos hindi matutunaw sa tubig.

Ang mga base ng nitrogen ng interes sa biyolohikal

Bagaman mayroong isang malaking bilang ng mga pangkabuhayan na base, makahanap lamang kami ng ilang natural sa mga cellular na kapaligiran ng mga buhay na organismo.

Ang pinaka-karaniwang pyrimidines ay ang cytosine, uracil, at thymine (5-methyluracil). Ang Cytosine at thymine ay ang mga pyrimidines na karaniwang matatagpuan sa dobleng helix ng DNA, habang ang cytosine at uracil ay pangkaraniwan sa RNA. Tandaan na ang tanging pagkakaiba sa pagitan ng uracil at thymine ay isang methyl group sa carbon 5.

Katulad nito, ang pinakakaraniwang purines ay ang adenine (6-amino purine) at guanine (2-amino-6-oxy purine). Ang mga compound na ito ay sagana sa parehong mga molekula ng DNA at RNA.

Mayroong iba pang mga derivatives ng purines na natural na nakikita namin sa cell, kasama sa kanila ang xanthine, hypoxanthine at uric acid. Ang unang dalawa ay matatagpuan sa mga nucleic acid, ngunit sa isang napakabihirang at tiyak na paraan. Sa kaibahan, ang urik acid ay hindi kailanman natagpuan bilang isang istruktura na sangkap ng mga biomolecules na ito.

Paano sila mag-asawa?

Ang istraktura ng DNA ay pinabulaanan ng mga mananaliksik na Watson at Crick. Salamat sa kanilang pag-aaral, posible na magtapos na ang DNA ay isang double helix. Binubuo ito ng isang mahabang kadena ng mga nucleotides na naka-link sa pamamagitan ng mga bond na phosphodiester, kung saan ang pangkat na pospeyt ay bumubuo ng isang tulay sa pagitan ng mga hydroxyl groups (-OH) ng mga residue ng asukal.

Ang istraktura na inilalarawan lamang natin ay kahawig ng isang hagdan kasama ang kani-kanilang mga handrail. Ang mga nitrogenous base ay ang mga analogues sa hagdan, na pinagsama sa dobleng helix sa pamamagitan ng mga bono ng hydrogen.

Sa isang tulay na hydrogen, dalawang mga electronegative atom ang nagbahagi ng isang proton sa pagitan ng mga base. Para sa pagbuo ng isang hydrogen bond, ang pakikilahok ng isang hydrogen atom na may bahagyang positibong singil at isang tumanggap na may isang maliit na negatibong singil ay kinakailangan.

Ang tulay ay nabuo sa pagitan ng isang H at isang O. Ang mga bono na ito ay mahina, at dapat sila, dahil ang pagbukas ng DNA ay madaling magbukas upang magtiklop.

Panuntunan ng chargaff

Ang mga pares ng base ay bumubuo ng mga bono ng hydrogen kasunod ng sumusunod na pattern ng pagpapares ng purine-pyrimidine na kilala bilang panuntunan ni Chargaff: mga pares ng guanine na may cytosine at mga pares ng adenine na may thymine.

Ang pares ng GC ay bumubuo ng tatlong mga canogen ng hydrogen sa bawat isa, habang ang pares ng AT ay naka-link lamang sa pamamagitan ng dalawang tulay. Sa gayon, maaari nating mahulaan na ang isang DNA na may mas mataas na nilalaman ng GC ay magiging mas matatag.

Ang bawat isa sa mga chain (o ang mga handrail sa aming pagkakatulad), tumatakbo sa kabaligtaran ng direksyon: isa 5 ′ → 3 ′ at ang iba pang 3 3 → 5 ′.

Mga Tampok

Ang mga bloke ng gusali ng mga nucleic acid

Ang mga organikong nilalang ay naglalahad ng isang uri ng biomolecules na tinatawag na mga nucleic acid. Ito ay napakalaking polimer na binubuo ng paulit-ulit na mga monomer - mga nucleotides, na sinamahan ng isang espesyal na uri ng bono, na tinatawag na isang bond na phosphodiester. Ang mga ito ay naiuri sa dalawang pangunahing uri, ang DNA at RNA.

Ang bawat nucleotide ay binubuo ng isang pangkat na pospeyt, isang asukal (deoxyribose type sa DNA at ribose sa RNA), at isa sa limang mga nitrogenous na batayan: A, T, G, C at U. Kapag ang pangkat na pospeyt ay hindi naroroon , ang molekula ay tinatawag na isang nucleoside.

Sa DNA

Ang DNA ay ang genetic material ng mga nabubuhay na nilalang (maliban sa ilang mga virus na gumagamit ng RNA higit sa lahat). Gamit ang 4-base code, ang DNA ay may pagkakasunod-sunod para sa lahat ng mga protina na umiiral sa mga organismo, pati na rin ang mga elemento na nag-regulate ng kanilang expression.

Ang istraktura ng DNA ay dapat maging matatag, dahil ginagamit ito ng mga organismo upang mai-encode ang impormasyon. Gayunpaman, ito ay isang molekula ng molekula sa mga pagbabago, na tinatawag na mutation. Ang mga pagbabagong ito sa genetic na materyal ay ang pangunahing materyal para sa pagbabago ng ebolusyon.

Sa RNA

Tulad ng DNA, ang RNA ay isang polimer ng mga nucleotide, maliban na ang base T ay pinalitan ng U. Ang molekula na ito ay nasa anyo ng isang solong banda at tinutupad ang isang malawak na hanay ng mga biological function.

Sa cell, mayroong tatlong pangunahing RNAs. Ang Messenger RNA ay isang tagapamagitan sa pagitan ng pagbuo ng DNA at protina. Ito ay namamahala sa pagkopya ng impormasyon sa DNA at dalhin ito sa makinarya sa pagsasalin ng protina. Ang Ribosomal RNA, isang pangalawang uri, ay isang istrukturang bahagi ng kumplikadong makinarya na ito.

Ang pangatlong uri, o paglipat ng RNA, ay may pananagutan sa pagdadala ng naaangkop na residue ng amino acid para sa synthesis ng mga protina.

Bilang karagdagan sa tatlong "tradisyunal" na RNA, mayroong isang serye ng mga maliliit na RNA na sumasali sa regulasyon ng expression ng gene, dahil ang lahat ng mga gene na naka-encode sa DNA ay hindi maipapahayag nang palagi at sa parehong magnitude sa isang cell.

Ang mga organismo ay dapat magkaroon ng mga landas upang ayusin ang kanilang mga gen, iyon ay, upang magpasya kung ipinahayag o hindi. Katulad nito, ang materyal na genetic ay binubuo lamang ng isang diksyunaryo ng mga salitang Espanyol, at pinapayagan ng mekanismo ng regulasyon ang pagbuo ng isang akdang pampanitikan.

Ang mga bloke ng pagbuo ng nucleoside triphosphates

Ang mga base ng nitrogen ay bahagi ng nucleoside triphosphates, isang molekula na, tulad ng DNA at RNA, ay may biological na interes. Bilang karagdagan sa base, binubuo ito ng isang pentose at tatlong grupo ng pospeyt na magkasama sa pamamagitan ng mga bono na may mataas na enerhiya.

Salamat sa mga bono na ito, ang mga nucleoside triphosphates ay mga molekulang mayaman sa enerhiya at ang pangunahing produkto ng metabolic pathway na humihingi ng pagpapalabas ng enerhiya. Kabilang sa mga pinaka ginagamit ay ATP.

Ang ATP o adenosine triphosphate ay binubuo ng nitrogenous base adenine, na naka-link sa carbon na matatagpuan sa posisyon 1 ng isang asukal na uri ng pentose: ribose. Sa posisyon lima ng karbohidrat na ito, lahat ng tatlong mga grupo ng pospeyt ay naka-link.

Sa pangkalahatan, ang ATP ay ang pera ng enerhiya ng cell, dahil maaari itong magamit at mabagong mabilis. Maraming karaniwang mga metabolic pathway sa mga organiko ang gumagamit at gumagawa ng ATP.

Ang "lakas" nito ay batay sa mga bono ng high-energy, na nabuo ng mga pangkat na pospeyt. Ang negatibong singil ng mga pangkat na ito ay nasa patuloy na pag-aalis. Mayroong iba pang mga kadahilanan na tiyak na hydrolysis sa ATP, kasama ang resonance stabilization at solvation.

Autacoid

Bagaman ang karamihan sa mga nucleosides ay kulang sa makabuluhang biological na aktibidad, ang adenosine ay isang minarkahang pagbubukod sa mga mammal. Gumagana ito bilang isang autacoid, magkakatulad sa isang "lokal na hormone" at bilang isang neuromodulator.

Ang nucleoside na ito ay malayang kumikilos sa daloy ng dugo at kumikilos nang lokal, na may iba't ibang mga epekto sa paglalagay ng mga daluyan ng dugo, makinis na mga kontraksyon ng kalamnan, mga pag-alis ng neuronal, pagpapalabas ng neurotransmitter, at metabolismo ng taba. Kaugnay din ito sa regulasyon sa rate ng puso.

Ang molekulang ito ay kasangkot din sa regulasyon ng mga pattern ng pagtulog. Ang konsentrasyon ng adenosine ay nagdaragdag at nagtataguyod ng pagkapagod. Ito ang dahilan kung bakit tinutulungan tayo ng caffeine na manatiling gising: hinaharangan nito ang mga pakikipag-ugnay sa neuronal na may extracellular adenosine.

Mga istrukturang bloke ng mga elemento ng regulasyon

Ang isang makabuluhang bilang ng mga karaniwang metabolic pathway sa mga cell ay may mga mekanismo ng regulasyon batay sa mga antas ng ATP, ADP at AMP. Ang huling dalawang molekula ay may parehong istraktura ng ATP, ngunit nawala ang isa at dalawang pangkat na pospeyt, ayon sa pagkakabanggit.

Tulad ng nabanggit namin sa nakaraang seksyon, ang ATP ay isang hindi matatag na molekula. Ang cell ay dapat gumawa lamang ng ATP kapag kinakailangan ito, dahil dapat itong gamitin nang mabilis. Ang ATP mismo ay isang elemento din na kinokontrol ang metabolic pathway, dahil ang pagkakaroon nito ay nagpapahiwatig sa cell na hindi ito dapat makagawa ng mas maraming ATP.

Sa kaibahan, ang hydrolyzed derivatives (AMP), babalaan ang cell na naubos ang ATP at dapat gumawa ng higit pa. Sa gayon, inaaktibo ng AMP ang mga metabolic pathways para sa paggawa ng enerhiya, tulad ng glycolysis.

Katulad nito, maraming mga signal ng hormonal (tulad ng mga kasangkot sa metabolismo ng glycogen) ay pinagsama-samang intracellularly ng mga molekula ng cAMP (c ay para sa siklo) o sa pamamagitan ng isang katulad na variant ngunit may guanine sa istruktura nito: cGMP.

Ang mga bloke ng gusali ng coenzymes

Sa maraming mga hakbang sa metabolic pathways, ang mga enzyme ay hindi maaaring kumilos nang nag-iisa. Kailangan nila ng karagdagang mga molekula upang matupad ang kanilang mga pag-andar; Ang mga elementong ito ay tinatawag na coenzymes o cosubstrates, ang huling term ay mas naaangkop, dahil ang mga coenzyme ay hindi catalytically aktibo.

Sa mga catalytic reaksyon na ito, kinakailangan na ilipat ang mga elektron o pangkat ng mga atomo sa ibang substrate. Ang mga pandiwang pantulong na nakikilahok sa kababalaghan na ito ay mga coenzymes.

Ang mga base ng nitrogen ay mga elemento ng istruktura ng mga cofactors na ito. Kabilang sa mga pinaka-kinikilala ay ang pyrimidine nucleotides (NAD ⁺ , NADP ⁺ ), FMN, FAD at coenzyme A. Ang mga ito ay lumahok sa napakahalagang metabolic pathways, tulad ng glycolysis, Krebs cycle, potosintesis, at iba pa.

Halimbawa, ang mga pyrimidine nucleotides ay napakahalagang coenzymes ng mga enzim na may aktibidad ng dehydrogenase, at responsable para sa transportasyon ng mga ions ng hydride.

Mga Sanggunian

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M., … & Walter, P. (2013). Mahalagang cell biology. Garland Science.
2. Cooper, GM, & Hausman, RE (2007). Ang cell: isang molekular na diskarte. Washington, DC, Sunderland, MA.
3. Griffiths, AJ (2002). Mga modernong pagtatasa ng genetic: pagsasama ng mga gene at genome. Macmillan.
4. Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). Isang pagpapakilala sa genetic analysis. Macmillan.
5. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Biochemistry: teksto at atlas. Panamerican Medical Ed.
6. Passarge, E. (2009). Genetics teksto at atlas. Panamerican Medical Ed.