Определение базовой пары
Пары оснований относятся к наборам связанных с водородом нуклеиновых оснований, которые составляют нуклеиновые кислоты ДНК и РНК. Впервые они были описаны доктором Фрэнсисом Криком и доктором Джеймсом Уотсоном, которые наиболее известны благодаря открытию спиральной, «закрученной» структуры ДНК (1953). В это время ДНК также была определена как источник передачи материала, который происходит во время деление клеток, В своей модели Уотсон и Крик предсказали, что две нити ДНК способны переплетаться с помощью соблюдения правил водородных связей.
Делая шаг назад, наша ДНК состоит из четырех типов нуклеиновых оснований: аденин, тимин, гуанин и цитозин. Нуклеотиды можно рассматривать как биологические «строительные блоки», которые создают и поддерживают жизнь. Каждый содержит азотистая основа, сахар (дезоксирибоза в ДНК) и фосфатная группа, Сахарная и фосфатная группы образуют гидрофильный внешняя «основа» спирали ДНК, в то время как азотистые основания указывают на неполярный, гидрофобный ядро. Аденин и гуанин относятся к классу под названием «пурины», тогда как цитозин и тимин относятся к «пиримидин Группа. Эти основания объединяются в соответствии с набором правил конкретных пар оснований, которые обсуждаются ниже.
На фото изображена виртуальная анимация спирали двухцепочечной ДНК.
Пуриновые и пиримидиновые группы
- Пуриновые основания = аденин + гуанин – это «PURe As Gold».
- Пиримидиновые основания = цитозин + тимин
Правила базовой пары в ДНК
Пары оснований Уотсона и Крика следуют определенному правилу водородных связей. При дополнительном спаривании один пурин связывается с одним пиримидиновым нуклеиновым основанием. В частности, в ДНК аденин только соединяется с тимином, образуя две водородные связи. Другими словами, эта пара образует прочную «двойную связь», которая обеспечивает удержание димеров вместе. Цитозин и гуанин, с другой стороны, образуют три водородные связи, которые обеспечивают более короткую и более жесткую связь. Эти азотистые основания имеют плоскую природу, что означает, что они являются довольно плоскими и жесткими молекулами. Это, конечно, имеет то преимущество, что делает ДНК прочной структурой, которая так важна, поскольку содержит генетический код что мы должны защищать и сохранять.
Другим важным аспектом пар оснований является то, что полученные димеры имеют одинаковый размер и занимают одинаковое количество трехмерного пространства. Это позволяет ДНК принимать «стерическое соответствие», которое определяет однородную спиральную структуру повсюду. Хотя соотношения нуклеотидов C + G: A + T могут отличаться от организм Для организма остается верным то, что количество аденина в организме всегда будет соответствовать количеству тимина, а также цитозина и гуанина (так называемое «правило Чаргаффа»).
Водородные связи базовой пары Уотсона-Крика
- Аденин + тимин = образуют две водородные связи между кислородом / водородом и азотом / водородом.
- Цитозин + гуанин = образуют три водородные связи между кислородом / водородом (2) и азотом / водородом (1).
- Помните: донорами водородной связи являются только те, у которых атомы водорода связаны с электроотрицательными атомами азота или кислорода. Акцепторы водородных связей представляют собой электроотрицательные атомы, по меньшей мере, с одной парой свободных электронов.
База пар в РНК
Хотя РНК также соответствует правилам пар оснований Уотсона-Крика, следует отметить некоторые ключевые структурные различия. Существуют примеры ДНК, которая является одноцепочечной, и РНК, которая является двухцепочечной (то есть РНКи), но обычно РНК считается одноцепочечной, а ДНК – двухцепочечной. Другие отличия, которые следует отметить, заключаются в том, что РНК содержит рибозу в качестве основы сахара и использует урацил вместо тимина. Поскольку урацил и тимин структурно схожи, они оба способны связывать пары оснований с аденином сходным образом. Аналогично, РНК намного короче ДНК и может быть найдена во многих формах, включая мРНК – что невероятно молекула это переводится на каждый белок в наших клетках и телах.
викторина
1. Правильно назовите пуриновые основания в ДНК:A. Цитозин, тиминB. Гуанин, аденинC. Цитозин, аденинD. Тимин гуанин
Ответ на вопрос № 1
В верно. Аденин и гуанин являются пуриновыми основаниями. Напомним, что «аденин и гуанин – это чистое золото». Обе эти нуклеобазы присутствуют в ДНК и РНК.
2. Правильно назовите пиримидиновые основания в ДНК:A. Цитозин, тиминB. Гуанин, аденинC. Цитозин, аденинD. Тимин гуанин
Ответ на вопрос № 2
верно. Цитозин и тимин являются основаниями пирмидина. В конце концов они соединяются с соответствующей пуриновой основой. Напомним, что тимин содержится только в ДНК, поскольку РНК использует вместо этого урациловую основу.
3. Сколько водородных связей образуют аденин и тимин?A. 1B. 2C. 3D. 4
Ответ на вопрос № 3
В верно. Аденин и тимин образуют две водородные связи. Это так называемая «двойная связь», которая обеспечивает прочную связь между парой, которую сложнее разорвать, чем одинарную связь. Опять же, тимин содержится только в ДНК.
4. Сколько водородных связей образует цитозин и гуанин?A. 1B. 2C. 3D. 4
Ответ на вопрос № 3
С верно. Цитозин и гуанин образуют три водородные связи. Это так называемая «тройная связь», которая дает этой паре сильную фиксацию, которую трудно сломать.
Ссылки
- Страницы биологии (2017). «Базовое соединение». Получено 2017-05-09 с http://www.biology-pages.info/B/BasePairing.html
- Центр биомолекулярного моделирования (2017). «Водородная связь в базовых парах ДНК». Милуоки инженерная школа. Получено 2017-05-10 из http://cbm.msoe.edu/markMyweb/Hydrogen%20Bonding%20Tutorial_MARK.html
- ChemGuide (2017). «транскрипция От ДНК к РНК. Структура РНК. Получено 2017-05-09 от http://www.chemguide.co.uk/organicprops/aminoacids/dna3.html
- Университет штата Мэн UMECHE (2017). «Структура и свойства пуринов и пиримидинов». Химический факультет Получено 2017-05-10 от http://chemistry.umeche.maine.edu/CHY431/Basics/PurPyrm.html