Πουρίνη | Η βασική του δομή

Περιεχόμενα

Ορισμός πουρίνης

Πουρίνες είναι γενικά οργανικές ενώσεις που αποτελούνται από δύο αρωματικούς ετεροκυκλικούς δακτυλίους. Συνήθως είναι υδατοδιαλυτά και περιέχουν άτομα αζώτου και άνθρακα στους δακτυλίους τους. Ως εκ τούτου είναι γνωστοί ως ετεροκυκλικοί. Κατατάσσονται ευρέως σε κανονικές πουρίνες, υποκατεστημένες πουρίνες και ταυτομερείς πουρίνες.

Βάση πουρίνης

Γενικά, δύο αζωτούχες βάσεις στο DNA και το RNA βρέθηκαν να περιέχουν δακτυλίους πουρίνης 

Αδενίνη η οποία είναι γνωστή ως 6-αμινοπουρίνη                      

Guanine, η οποία είναι γνωστή ως 6-οξυ-2-αμμωνιπουρίνη

Η αμινομάδα στην αδενίνη είναι παρούσα στη θέση C6 (άτομο άνθρακα που υπάρχει στην 6η θέση του δακτυλίου). Ενώ η αμινομάδα της γουανίνης είναι παρούσα στη θέση C2, η γουανίνη περιέχει επίσης μια ομάδα καρβονυλίου στη θέση C6.

Νουκλεοτίδια πουρίνης

Τα νουκλεοτίδια είναι χημικά οι φωσφορικοί εστέρες των νουκλεοσιδίων. Τα νουκλεοτίδια είναι οι μονομερείς μονάδες που υπάρχουν σε νουκλεϊκά οξέα όπως DNA και RNA. Ως εκ τούτου ονομάζονται πολυνουκλεοτίδια.

Τα νουκλεοτίδια αποτελούνται από τρία βασικά δομικά συστατικά:

  1. Βάση πουρίνης (Adenine ή Guanine)
  2. Ζάχαρη 5 C (δεοξυριβόζη ή ριβόζη)
  3. Μια φωσφορική ομάδα
Εικόνα: Δομή του νουκλεοτιδίου πουρίνης και η σημασία του στη διπλή ελικοειδή δομή του DNA https://commons.wikimedia.org/wiki/File:0322_DNA_Nucleotides.jpg

Δομή πουρίνης

Πουρίνες είναι γενικά δομές με διπλό δακτύλιο εννέα μέλη (πέντε άτομα άνθρακα και τέσσερα άτομα αζώτου). Το γιγαντιαίο δαχτυλίδι αποτελείται από έξι άτομα (δύο άτομα αζώτου και τέσσερα άτομα άνθρακα), ενώ ο μικρότερος δακτύλιος αποτελείται από πέντε άτομα (τρία άτομα άνθρακα και δύο άτομα αζώτου). Δύο άτομα άνθρακα είναι κοινά στον μεγαλύτερο και μικρότερο δακτύλιο.

πουρίνη
Εικόνα: Δομή πουρίνης
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Blausen_0323_DNA_Purines.png

Πουρίνη αδενίνη

Η αδενίνη είναι μια άζωτο που προέρχεται από πουρίνη και αντιπροσωπεύεται από το γράμμα «Α». Το όνομα IUPAC του Adenine είναι 6-αμινοπουρίνη. Η αδενίνη σχηματίζει συμπληρωματική σύζευξη βάσης με θυμίνη και Ουρακίλη σε DNA και RNA, αντίστοιχα. Η αδενίνη αντιδρά με ένα σάκχαρο ριβόζης για να σχηματίσει νουκλεοζίτη αδενοσίνης, η οποία βρίσκεται στα RNA και ATP. Ενώ, όταν η αδενίνη αντιδρά με δεοξυριβόζη, περιλαμβάνει νουκλεοζίτη δεοξυαδενοσίνης, η οποία υπάρχει στο DNA. Η αδενίνη σχηματίζει διάφορες ταυτομερείς ενώσεις που έχουν την ικανότητα αλληλομετατροπής. 

Τα παράγωγα της Adenine εκτελούν μια ποικιλία βασικών λειτουργιών σε διάφορες βιοχημικές οδούς. Το ενεργειακό νόμισμα του κυττάρου, το «ATP» (τριφωσφορική αδενοσίνη), είναι επίσης ένα παράγωγο αδενίνης. Αρκετά παράγωγα αδενίνης όπως το FAD (δινουκλεοτίδιο αδενίνης Flavin) και το NAD (δινουκλεοτίδιο νικοτιναμιδίου αδενίνης) δρουν ως συνένζυμα για αρκετά βιοχημικά απαραίτητα ένζυμα. Τα παράγωγα πουρίνης έχουν επίσης συγκεκριμένους ρόλους στη σύνθεση πρωτεϊνών και στην αντιγραφή του DNA.

Πουρίνες και πυριμιδίνες

Αυτά είναι τα κύρια δομικά και θεμελιώδη συστατικά του DNA και του RNA, ζωτικής σημασίας για την αποθήκευση γενετικών πληροφοριών μέσα στο κύτταρο. Οι βλάβες στον κυτταρικό μεταβολισμό των πουρινών και των πυριμιδινών οδηγούν σε διάφορες συνέπειες. 

Τα κακοήθη κύτταρα παρουσιάζουν ιδιότητα διαίρεσης και σύνθεσης DNA και RNA με εξαιρετικά ταχύτερο ρυθμό. Οι αναστολείς σύνθεσης νουκλεοτιδίων παίζουν σημαντικό ρόλο στην αναστολή της αντιγραφής του DNA στην ταχεία διαίρεση κακοηθών κυττάρων και τελικά με αποτέλεσμα τη μείωση της ανάπτυξης κακοηθών κυττάρων.

Οι πουρίνες και οι πυριμιδίνες εμπλέκονται συχνά στο ένζυμο κατάλυσης καθώς δρουν ως συνένζυμο. Μερικά βασικά παράγωγα πουρίνης όπως το NAD (νικοτινοτίδιο νικοτιναμιδίου αδενίνης) και το FAD (δινουκλεοτίδιο φλαβίνης αδενίνης) δρα ως συνένζυμο για αρκετά ένζυμα που ανήκουν στην κατηγορία των οξειδορεδουκτάσης και υδρολάσης. Γενικά, όπως τα ένζυμα της γλυκόλυσης και ο κύκλος του Kreb. Το NAD χρησιμοποιείται συχνά σε διάφορες άλλες μορφές στις αντιδράσεις όπως NAD + (οξειδωμένη μορφή NAD), NADP (μορφή συζευγμένου φωσφορικού NAD), NADH (Μειωμένη μορφή NAD) κ.λπ. 

Πουρίνη εναντίον πυριμιδίνης

Τα νουκλεοτίδια ταξινομούνται με βάση τη βασική βασική δομή σε πουρίνες και πυριμιδίνες. Κρατούν μαζί και τους δύο κλώνους του DNA μέσω δεσμών υδρογόνου που σχηματίζονται μεταξύ πουρινών και πυριμιδινών. Ο συνδυασμός αζώτου βάσης συμβαίνει σύμφωνα με τον κανόνα του Chargaff, ο οποίος αναφέρει ότι η αδενίνη ζευγαρώνεται με θυμίνη ενώ η γουανίνη ζευγαρώνεται με κυτοσίνη. 

ΠουρίνεςΠυριμιδίνες
Οι πουρίνες έχουν μεγαλύτερο μέγεθοςΟι πυριμιδίνες έχουν μικρότερο μέγεθος
Περιέχει δύο δακτυλίους που αποτελούνται από άτομα άνθρακα και αζώτουΠεριέχει μόνο έναν δακτύλιο που αποτελείται από άτομα άνθρακα και αζώτου
Είναι δύο τύπων: η αδενίνη (Α) και η γουανίνη (G) Και τα δύο είναι κοινά τόσο στο DNA όσο και στο RNAΕίναι τριών βασικών τύπων: Θυμίνη (Τ), Κυτοσίνη (C) και Ουρακίλη (U) Η κυτοσίνη είναι συχνή τόσο στο DNA όσο και στο RNA Η θυμίνη βρίσκεται ειδικά στο DNA Ενώ η Ουρακίλη υπάρχει μόνο στο RNA
Πίνακας: Βασική διαφορά μεταξύ πουρινών και πυριμιδινών

Δεσμοί υδρογόνου πουρίνης

Οι αζωτούχες βάσεις πουρίνης περιέχουν συνήθως άζωτο και οξυγόνο, τα οποία θεωρούνται από τα πιο ηλεκτροαρνητικά στοιχεία. Το μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων που υπάρχει σε άτομα οξυγόνου και αζώτου δρα ως δέκτες δεσμών υδρογόνου. Αντίθετα, το υδρογόνο που συνδέεται με το οξυγόνο και το άζωτο αναπτύσσει ένα μερικό θετικό φορτίο λόγω της ηλεκτροαρνητικότητας του ατόμου οξυγόνου και αζώτου. Αυτό το άτομο υδρογόνου δρα ως δότης δεσμού υδρογόνου. 

Οι μη ομοιοπολικές ελκυστικές δυνάμεις συγκρατούν τον δότη δεσμού υδρογόνου καθώς και τον δέκτη δεσμού υδρογόνου. Αυτή η μη ομοιοπολική ελκυστική δύναμη είναι γνωστή ως δεσμός υδρογόνου. Ας δούμε την περίπτωση της δεοξυγουανοσίνης. Το άτομο οξυγόνου που συνδέεται με το C6 δρα ως δέκτης δεσμού υδρογόνου ενώ τα άτομα υδρογόνου που συνδέονται στα Ν1 και Ν2 ενεργούν ως δότης δεσμού υδρογόνου.  

Γιατί οι πουρίνες συνδέονται με πυριμιδίνες

Το δομικό πλαίσιο των πουρινών και των πυριμιδινών τους επιτρέπει να σχηματίζουν H-δεσμούς μεταξύ τους. Για παράδειγμα, η γουανίνη (πουρίνη) και η κυτοσίνη (πυριμιδίνη) έχουν ορισμένα άτομα τα οποία είναι ικανά να σχηματίσουν δεσμό υδρογόνου (μπορούν είτε να παρέχουν όξινο υδρογόνο είτε ηλεκτροαρνητικό άτομο για το σχηματισμό δεσμού υδρογόνου). Η γουανίνη και η κυτοσίνη έχουν τρία τέτοια ζεύγη ατόμων. Ως εκ τούτου, σχηματίζουν τρεις δεσμούς υδρογόνου. Ενώ η αδενίνη και η θυμίνη έχουν δύο τέτοια ζεύγη, μπορούν να σχηματίσουν δύο δεσμούς υδρογόνου.

Ο δεσμός υδρογόνου πουρίνης προς πουρίνη ή δεσμός υδρογόνου πυριμιδίνης προς πυριμιδίνης δεν είναι δυνατός λόγω της διαφοράς στον προσανατολισμό των ατόμων ικανών να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου. Πουρίνη-Πουρίνη ή Πυριμιδίνη-Πυριμιδίνη δεν μπορούν να σχηματίσουν συμπληρωματικά ζεύγη βάσεων λόγω της διαφοράς στις ταυτομερείς μορφές τους. 

Εικόνα: Σύζευξη βάσης AT https://commons.wikimedia.org/wiki/File:AT_DNA_base_pair.svg
Εικόνα: Αντιστοίχιση βάσης GC https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Base_pair_GC.svg

Μνημονική πυριμιδίνη πουρίνης

Για να θυμούνται τις βασικές πληροφορίες που σχετίζονται με πουρίνες και πυριμιδίνες, οι άνθρωποι έχουν σχεδιάσει κάποιες φράσεις που μοιάζουν με τις πληροφορίες σχετικά με πουρίνες και πυριμιδίνες.

«Καθαρός ως χρυσός» μπορούμε να θυμόμαστε τους τύπους πουρινών από αυτό το μνημονικό. 

Εδώ, 

Το καθαρό μοιάζει με το "Πουρίνο". 

μοιάζει με το "Adenine".

ο χρυσός μοιάζει με «γουανίνη».

«Κόψτε την πίτα» μπορούμε να θυμόμαστε τους τύπους πυριμιδινών από αυτό το μνημονικό.

Εδώ,

CUT σημαίνει «Κυτοσίνη, Ουρακίλη και Θυμίνη».

Η πίτα μοιάζει με "πυριμιδίνες".

συμπεράσματα

Σε αυτό το άρθρο έχουμε συζητήσει για το πουρίνη τη δομή, τη φύση της συγκόλλησης και τη συμπληρωματική βάση ζευγών τους με πυριμιδίνες λεπτομερώς. να μάθουν περισσότερα για τις πουρίνες και τη βιοσύνθεσή τους Κάνε κλικ εδώ

FAQs

Ε1. τι σημαίνει πουρίνη

Απάντηση: Οι πουρίνες είναι κρυσταλλικές αζωτούχες ενώσεις με γενικό τύπο C5H4N4. Είναι ένα από τα κύρια συστατικά των νουκλεϊκών οξέων, όπως δεοξυριβονουκλεϊκά οξέα και ριβονουκλεϊκά οξέα. Οι πουρίνες βρίσκονται άφθονα στο κρέας. Η αδενίνη και η γουανίνη είναι τα νουκλεοτίδια πουρίνης που υπάρχουν στο DNA και το RNA. Οι πουρίνες είναι οι πρόδρομες ενώσεις στο σχηματισμό ουρικού οξέος και εκκρίνονται από το σώμα από τα ούρα. Τα αυξημένα επίπεδα ουρικού οξέος στο σώμα συχνά προκαλούν διάφορες φυσιολογικές ανωμαλίες.

Ε2. τι πουρίνη βρίσκεται στο DNA

Απάντηση: Δύο τύποι πουρινών (αζωτούχες βάσεις διπλού δακτυλίου) βρίσκονται στο δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA), συγκεκριμένα:

Αδενίνη: είναι επίσης γνωστή ως 6-αμινοπουρίνη, χημικός τύπος: C5H5N5, μοριακή μάζα = 135.13 γραμμάρια ανά γραμμομόριο

Γουανίνη: είναι επίσης γνωστή ως 2-αμινοπουρίνη-6-όνη, χημικός τύπος: C5H5N5O, μοριακή μάζα = 151.13 γραμμάρια ανά γραμμομόριο

Ε3. τι ζευγάρια πουρίνης πυριμιδίνης μπορείτε να σχηματίσετε.

Απάντηση: Η πουρίνη σχηματίζει ένα συμπληρωματικό ζεύγος βάσεων με πυριμιδίνη ακολουθώντας τον κανόνα του Chargaff, ο οποίος αναφέρει ότι η Adenine θα βασίζει πάντα ζεύγη με θυμίνη και η γουανίνη θα βασίζει πάντα ζεύγη βάσεων με κυτοσίνη. Αυτό το μοτίβο ζεύξης είναι επίσης γνωστό ως ζεύγος βάσεων Watson-Crick. Η πουρίνη συνδυάζεται πάντα με πυριμιδίνη επειδή ο χώρος μεταξύ δύο νουκλεοτιδικών κλώνων του DNA είναι μόνο 20 3 στον οποίο μόνο 4 δακτύλιοι μπορούν να φιλοξενήσουν εάν η πουρίνη σχηματίζει ένα ζεύγος βάσεων με άλλη πουρίνη. Θα υπάρχουν 2 δακτύλιοι μεταξύ των δύο κλώνων του DNA. Εάν η πυριμιδίνη περιλαμβάνει ένα ζεύγος βάσεων με μια άλλη πυριμιδίνη, θα υπάρχουν XNUMX δακτύλιοι μεταξύ των κλώνων του DNA. Και οι δύο συνθήκες θα είναι ασταθείς για τη δομή του DNA. 

Ε4. πουρίνη έναντι πυριμιδίνης

Απάντηση: Οι πουρίνες περιέχουν δομές διπλού δακτυλίου, ενώ οι πυριμιδίνες περιέχουν δομές μονής δακτυλίου. Τα δαχτυλίδια πουρινών και πυριμιδινών αποτελούνται από άτομα αζώτου και άνθρακα. Δύο βασικοί τύποι πουρινών (αδενίνη και γουανίνη) βρίσκονται στο DNA / RNA, ενώ τρεις βασικοί τύποι πυριμιδινών (θυμίνη, κυτοσίνη και ουρακίλη) βρίσκονται στο DNA / RNA.

Ε5. πουρίνη έναντι πρωτεΐνης

Απάντηση: τα συστατικά άτομα των γενικών πρωτεϊνών είναι παρόμοια με τις πουρίνες. και τα δύο αποτελούνται από άτομα C, H, O και N. Όμως, η πουρίνη περιέχει αμινο και κετο ομάδες, ενώ οι πρωτεΐνες έχουν ομάδες αμινο και καρβοξυλικού οξέος (καθώς είναι τα πολυμερή αμινοξέων).

Οι πουρίνες είναι τα συστατικά των νουκλεϊκών οξέων, ενώ οι πρωτεΐνες είναι τα συστατικά άλλων κυτταρικών δομών.

Ε6. Είναι πουρίνη πρωτεΐνη

Απάντηση: Η πουρίνη δεν είναι πρωτεΐνη επειδή δεν αποτελείται από αμινοξέα. Όμως, μερικά από τα παράγωγα πουρίνης όπως η ξανθίνη και η υποξανθίνη είναι γνωστά ως αμινοξέα πουρίνης.

Ε7. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός νουκλεοτιδίου και ενός νουκλεοσιδίου;

Απάντηση:  Το νουκλεοτίδιο περιέχει μια αζωτούχα βάση, ένα σάκχαρο ριβόζης και μια φωσφορική ομάδα, ενώ το νουκλεοζίτη περιέχει αζωτούχο βάση και σάκχαρο ριβόζης.

Τα νουκλεοτίδια είναι το μονομερές του DNA / RNA, ενώ τα νουκλεοτίδια είναι τα πρόδρομα μόρια των νουκλεοτιδίων.

Τα νουκλεοτίδια εμπλέκονται σε διάφορες βιοχημικές οδούς, αλλά το νουκλεοζίτη δεν το κάνει.

Ε8. Υπάρχει μονόκλωνο DNA;

Απάντηση: Ναι, υπάρχει μονόκλωνο DNA. ορισμένοι ιοί έχουν το DNA του ss ως το γονιδίωμά τους. Αλλά το ss DNA είναι λιγότερο σταθερό από το διπλόκλωνο ή το dsDNA.

Ε9. Ποιο είναι πιο σταθερό; DNA ή RNA

Απάντηση: Το σάκχαρο δεοξυριβόζης είναι πολύ πιο σταθερό από το σάκχαρο ριβόζης. Δεδομένου ότι το DNA περιέχει ζάχαρη δεοξυριβόζης. Έτσι, είναι πολύ σταθερό από το RNA. Το RNA έχει διάρκεια ζωής λίγα λεπτά μετά την ολοκλήρωση της διάρκειας ζωής του. Το RNA υποβαθμίζεται ενώ βρίσκεται στο DNA είναι λειτουργικό καθ 'όλη τη διάρκεια ζωής αυτού του κυττάρου, ακόμη και για δεκαετίες.

Ε10. Ποιο ζεύγος βάσεων είναι πιο σταθερό μεταξύ AT και GC;

Απάντηση: Η γουανίνη και η κυτοσίνη σχηματίζουν τρεις δεσμούς υδρογόνου, ενώ η αδενίνη και η θυμίνη σχηματίζουν μόνο δύο δεσμούς υδρογόνου. Ως εκ τούτου, το ζεύγος βάσεων GC είναι πιο σταθερό και το DNA που περιέχει υψηλότερη ποσότητα ζεύγους βάσεων GC είναι επίσης πιο ανθεκτικό.

Σχετικά με τον Δρ. Abdullah Arsalan

Είμαι ο Αμπντουλάχ Αρσλάν, Ολοκλήρωσε το διδακτορικό μου στη Βιοτεχνολογία. Έχω 7 χρόνια ερευνητικής εμπειρίας. Έχω δημοσιεύσει έως τώρα 6 δημοσιεύσεις στα περιοδικά διεθνούς φήμης με μέσο συντελεστή αντίκτυπου 4.5 και λίγα ακόμη είναι υπό εξέταση. Έχω παρουσιάσει ερευνητικές εργασίες σε διάφορα εθνικά και διεθνή συνέδρια. Το αντικείμενο που ενδιαφέρομαι είναι η βιοτεχνολογία και η βιοχημεία με ιδιαίτερη έμφαση στη χημεία πρωτεϊνών, την ενζυμολογία, την ανοσολογία, τις βιοφυσικές τεχνικές και τη μοριακή βιολογία.

Ας συνδεθούμε μέσω του LinkedIn (https://www.linkedin.com/in/abdullah-arsalan-a97a0a88/) ή του μελετητή Google (https://scholar.google.co.in/citations?user=AeZVWO4AAAAJ&hl=el).

Lambda Geeks