nukleoemäksestä

nukleoemäksestä ovat rakennuspalikoita, joista DNA: n ja RNA: n pitkät ketjut koostuvat fosforyloidussa nukleotidimuodossaan.

DNA: ssa, joka muodostaa kaksoisjuosteet, jotka ovat samanlaisia ​​kuin köydet, 4 esiintyvää nukleiiniemästä muodostavat kiinteitä pareja vastaavan komplementaarisen emäksen kanssa vetysiltojen kautta. Nukleobasaatit koostuvat joko bisyklisestä puriinista tai monosyklisestä pyrimidiinirungosta.

Mitä nukleaasit ovat?

4 nukleaabasaasia adeniini, guaniini, sytosiini ja tymiini muodostavat pitkien DNA-kaksoisheeliksimolekyyliketjujen rakennuspalikoina vakioparit adeniini-tymiini (A-T) ja guaniini-sytosiini (G-C).

Kaksi emästä adeniini ja guaniini koostuvat kukin puriinin emäsrakenteen modifioidusta bisyklisestä kuudesta ja viidestä renkaasta, ja siksi niitä kutsutaan myös puriiniemäksiksi. Kahden muun nukleiiniemäksen, sytosiinin ja tymiinin, perusrakenne koostuu heterosyklisestä aromataisesta kuusijäsenisestä renkaasta, joka vastaa modifioitua pyrimidiinirunkoa, minkä vuoksi niihin viitataan myös pyrimidiiniemäksinä. Koska RNA on pääosin läsnä yksittäisiksi juosteiksi, siellä ei aluksi ole emäsparia. Tämä tapahtuu vain replikaation aikana mRNA: n (messenger RNA) kautta.

RNA-juosteen kopio koostuu komplementaarisista nuklea-emäksistä, jotka ovat analogisia DNA: n toisen juosteen kanssa. Ainoa ero on, että urasiili korvataan tymiinillä RNA: ssa. DNA- ja RNA-ketjun molekyylit eivät muodostu nukleobaasien puhtaassa muodossa, vaan DNA: n tapauksessa ne yhdistyvät 5-sokerin deoksiribosiinin kanssa muodostaen vastaavan nukleosidin. RNA: n tapauksessa sokeriryhmä koostuu riboosista. Lisäksi nukleosidit fosforyloidaan ns. Nukleotideiksi fosfaattijäännöksellä.

Puriiniemäkset hypoksantiini ja ksantiini, joita löytyy myös DNA: sta ja RNA: sta, vastaavat modifioitua tymiiniä. Hypoksantiini muodostuu adeniinista korvaamalla aminoryhmä (-NH3) hydroksyyliryhmällä (-OH), ja ksantiinia muodostuu guaniinista. Molemmat nuklea-emäkset eivät edistä geneettisen tiedon välitystä.

Toiminto, vaikutukset ja tehtävät

Yksi tärkeimmistä DNA: n kaksoisjuosia muodostavien nukleiiniemäksien toiminnoista on osoittaa läsnäolo halutussa paikassa.

Nukleobaasien sekvenssi vastaa geneettistä koodia ja määrittelee aminohappojen tyypin ja sekvenssin, josta proteiinit koostuvat. Tämä tarkoittaa, että nukleobaasien tärkein tehtävä osana DNA: ta on passiivinen, staattinen rooli, ts. Ne eivät puutu aktiivisesti aineenvaihduntaan ja lähetti-RNA (mRNA) ei muuta niiden biokemiallista rakennetta lukuprosessin aikana. Tämä selittää osittain DNA: n pitkäikäisyyden.

Mitokondriaalisen DNA: n (mtDNA) puoliintumisaika, jonka aikana puoli alun perin olemassa olevista sidoksista hajoaa, on suuresti riippuvainen ympäristöolosuhteista ja vaihtelee noin 520 vuoden välillä keskimääräisissä olosuhteissa positiivisissa lämpötiloissa ja enintään 150 000 vuoteen ikiroutaavissa olosuhteissa. .

Osana RNA: ta nuklea-emäksillä on jonkin verran aktiivisempi rooli. Periaatteessa solujen jakautuessa DNA-kaksoisjuosteet hajotetaan ja erotetaan toisistaan ​​komplementaarisen juosteen, mRNA: n, muodostamiseksi, joka niin sanotusti muodostaa geneettisen materiaalin työkopion ja toimii perustana niiden aminohappojen valinnalle ja sekvenssille, joista aiotut proteiinit kootaan. Toista nukleiiniemästä, dihydrourasiilia, löytyy vain ns. Kuljetus-RNA: sta (tRNA), jota käytetään aminohappojen kuljettamiseen proteiinisynteesin aikana.

Jotkut nuklea-emäkset suorittavat täysin erilaisen funktion osana entsyymejä, jotka mahdollistavat ja katalysoivat aktiivisesti tiettyjä biokemiallisia prosesseja. Adeniini suorittaa tunnetuimman tehtävänsä nukleotidina solujen energiatasapainossa. Tässä adeniinilla on tärkeä rooli elektronien luovuttajana adenosiinidifosfaattina (ADP) ja adenosiinitrifosfaatina (ATP), samoin kuin nikotiinamidiadeniinidinukleotidin (NAD) komponentti.

Koulutus, esiintyminen, ominaisuudet ja optimaaliset arvot

Fosforyloimattomassa muodossa nuklea-emäkset koostuvat yksinomaan hiilestä, vedystä ja hapesta, aineista, jotka ovat kaikkialla läsnä olevia ja vapaasti saatavissa olevia. Keho pystyy siis syntetisoimaan nukleobaaseja itse, mutta prosessi on monimutkainen ja energiaa kuluttava.

Siksi nukleiinihappojen talteenotto kierrätyksellä on edullista, esim. B. hajottamalla proteiineja, jotka sisältävät tiettyjä yhdisteitä, jotka voidaan eristää ja muuntaa nukleiinihapoiksi pienillä energiamenoilla tai jopa energian lisäyksellä. Nukleiinihappoja ei esiinny yleensä puhtaassa muodossa kehossa, mutta enimmäkseen nukleosideina tai deoksinukleosideina, joihin on kiinnittynyt riboosi- tai deoksiribosimolekyyli. DNA: n ja RNA: n komponenttina ja tiettyjen entsyymien komponenttina nukleiinihapot tai niiden nukleosidit fosforyloituvat myös palautuvasti yhdestä kolmeen fosfaattiryhmällä (PO4-).

Viitearvoa optimaaliselle nukleobaasien saannille ei ole. Nukleobaasien puute tai ylimäärä voidaan määrittää vain epäsuorasti tiettyjen aineenvaihduntahäiriöiden kautta.

Sairaudet ja häiriöt

Sellaiset vaarat, häiriöt ja riskit, jotka tuodaan yhteyteen nukleobaasien kanssa, ovat DNA- tai RNA-juosteiden lukumäärän ja sekvenssin virheitä, jotka johtavat muutokseen proteiinisynteesin koodauksessa.

Jos elimistö ei pysty korjaamaan virhettä korjausmekanismiensa avulla, syntyy biologisesti inaktiivisten tai käyttökelpoisten proteiinien synteesi, mikä puolestaan ​​voi johtaa lievistä tai vakaviin aineenvaihduntahäiriöihin. Se voi esimerkiksi B. geenimutaatioita on läsnä, jotka voivat laukaista oireellisia sairauksia alusta alkaen metabolisten häiriöiden kautta, jotka voivat olla parantumattomia. Mutta jopa terveessä genomissa, kopiointivirheitä voi tapahtua DNA- ja RNA-ketjujen replikaation aikana, jotka vaikuttavat aineenvaihduntaan.

Tunnettu metabolinen häiriö puriinitasapainossa on z. B. takaisin geneettiseen vikaan x-kromosomissa. Geneettisen vian takia puriiniemäksiä, hypoksantiinia ja guaniinia ei voida kierrättää, mikä edistää viime kädessä virtsakivien ja kihdin muodostumista niveliin.