Inhoud
DNA en RNA zijn essentiële componenten voor levende cellen, en beide bestaan uit stikstofbasen die bekend staan als "purines" en "pyrimidines". Deze basen zijn ook essentieel voor de tijdelijke opslag van cellulaire energie en, zonder deze basen, vele cellulaire processen konden niet worden uitgevoerd.
Purine kenmerken
De moleculen die bekend staan als purines zijn afgeleid van heterocyclische verbindingen die in de praktijk nooit in de natuur voorkomen. Guanine, weergegeven in de afbeelding hieronder, is een purinemolecuul gemodificeerd door een aminogroep en een geoxygeneerd keton. De standaardpurines die worden gebruikt in hoogenergetische bindingen en bij DNA / RNA-synthese zijn guanine en adenine.
Kenmerken van pyrimidines
Pyrimidines zijn moleculen die zijn afgeleid van pyrimidine. Net als purine is het een heterocyclisch molecuul dat niet in de natuur voorkomt. Cytosine, weergegeven in de onderstaande afbeelding, lijkt op guanine; het is ook gemodificeerd met een aminogroep en een geoxygeneerd keton.
Functies
Van de cellulaire functies die worden uitgevoerd door purines en pyrimidines, verdienen er twee om te worden benadrukt. Ten eerste worden purines adenine en guanine en pyrimidines cytosine, thymine en uracil gebruikt voor de productie van DNA en RNA. Deze stikstofbasen worden gesynthetiseerd en gekoppeld aan een groep van fosfaat en een suiker (deoxyribose); deze monofosfaatnucleotiden worden tijdens replicatie of transcriptie in groeiende strengen van nieuwe DNA's of RNA's ingebouwd. De tweede functie van pyrimidines en purines is de tijdelijke opslag van energie. De meest voorkomende vorm van energie in cellen is adenosinetrifosfaat of ATP. Het vrijkomen van het derde fosfaat vormt adenosinedifosfaat, of ADP, een buitengewoon gunstige reactie, en kan leiden tot reacties die energie vereisen om binnen te komen. Guaninetrifosfaat en guaninedifosfaat worden door bepaalde enzymen en receptoren gebruikt als "aan / uit-knoppen", terwijl cytosinetrifosfaat en uridinetrifosfaat worden gebruikt bij de productie van biomoleculen.
Basiskoppeling
De purines en pyrimidines die door cellen worden gebruikt voor de synthese van nucleotiden (adenine, cytosine, guanine, thymine en uracil) hebben verschillende atomen die zich binden met waterstof, zoals stikstof, zuurstof en waterstof. Deze moleculen zijn zo ontworpen dat cytosine en guanine bindingen vormen van drie waterstofbruggen, terwijl adenine en thymine in DNA of uracil in RNA bindingen vormen van twee bindingen. Tijdens DNA-replicatie vormen de polymerasen A-T- en C-G-paren met lage foutpercentages vanwege de efficiëntie van hun waterstofbruggen. Onjuiste basenparing wordt snel gedetecteerd op basis van de inherente instabiliteit van de onjuiste paren.
Laboratoriumgebruik
Trifosfaatnucleotiden zijn veelgebruikte ingrediënten in verschillende standaard laboratoriumprocedures. Een polymerasekettingreactie (PCR) vereist de invoer van een mengsel van NTP's voor DNA-amplificatie. ATP kan aan het mengsel worden toegevoegd om een gewenste ongunstige reactie te genereren.
