Inhoud
DNA en RNA zijn essentiële componenten voor levende cellen, die beide zijn samengesteld uit stikstofhoudende basen die bekend staan als purines en pyrimidines.Deze basen zijn ook van fundamenteel belang voor de tijdelijke opslag van cellulaire energie, en zonder hen vele cellulaire processen konden niet worden uitgevoerd.
Kenmerken van Purines
De moleculen die bekend staan als purines zijn afgeleid van heterocyclische verbindingen die in de praktijk nooit in de natuur worden aangetroffen. De guanine, weergegeven in onderstaande afbeelding, is een purine-molecuul gemodificeerd door een aminogroep en een geoxygeneerd keton. De standaard purines die worden gebruikt in hoge energiebindingen en DNA / RNA-synthese zijn guanine en adenine.
Kenmerken van pyrimidines
Pyrimidines zijn moleculen afgeleid van pyrimidine. Net als purine is het een heterocyclisch molecuul dat niet voorkomt in de natuur. Het cytosine, weergegeven in de afbeelding hieronder, is vergelijkbaar met guanine; het is ook gemodificeerd met een aminogroep en een geoxygeneerd keton.
cytosine
functies
Van de cellulaire functies die worden uitgeoefend door purines en pyrimidines verdienen twee aandacht. Eerst worden de purinen adenine en guanine en de pyrimidines cytosine, thymine en uracil gebruikt voor de productie van DNA en RNA. Deze stikstofhoudende basen worden gesynthetiseerd en gebonden aan een fosfaatgroep en een suiker (deoxyribose); dergelijke monofosfaat-nucleotiden worden opgenomen in toenemende rijen van nieuwe DNA's of RNA's tijdens replicatie of transcriptie. 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. De afgifte van het derde fosfaat vormt het adenosine difosfaat, of ADP, een uiterst gunstige reactie en kan leiden tot reacties die energie-input vereisen. Guanine-trifosfaat en guaninedifosfaat worden door bepaalde enzymen en receptoren als "aan / uit" gebruikt, terwijl cytosinetrifosfaat en uridine-trifosfaat worden gebruikt bij de productie van biomoleculen.
Base-koppeling
De purines en pyrimidines gebruikt door cellen voor de synthese van nucleotiden (adenine, cytosine, guanine, thymine en uracil) hebben verschillende atomen die binden met waterstof, zoals stikstof, zuurstof en waterstof. Deze moleculen zijn zo ontworpen dat cytosine en guanine verbindingen vormen van drie waterstofbruggen, terwijl adenine en thymine in DNA of uracil in RNA verbindingen vormen van twee bruggen. Tijdens DNA-replicatie vormen de polymerasen A-T- en C-G-paren met lage foutenpercentages vanwege de efficiëntie van hun waterstofbruggen. Onjuiste paring van basen wordt snel gedetecteerd volgens de inherente instabiliteit van de verkeerde paren.
Laboratorium gebruik
Nucleotide-trifosfaten zijn gebruikelijke 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.
