Определение азотистых оснований
Несколько химических веществ с похожей циклической структурой, каждая из которых известна как азотистая основа, играют несколько важных ролей в биологии. Азотистая основа не только является строительным материалом для молекул, несущих генетическую информацию, таких как ДНК и РНК, но и различные формы азотистых оснований служат в различных клеточных ролях от передача сигнала для выращивания микротрубочек.
В ДНК и РНК азотистое основание образует связь с 5-сторонним углеродным сахаром молекула, который образует «основу» для всей молекулы. Азотистое основание плюс этот сахарный остов известен как нуклеотид и формирует строительные блоки ДНК и РНК.
Азотистая основа в нуклеиновых кислотах
Пурины и пиримидины
Говоря об азотистом основании в контексте ДНК или РНК, важно отметить, что существует два базовых класса азотистого основания. Каждое азотистое основание имеет одну особенность: шестигранное кольцо с 4 атомами углерода и 2 атомами азота. Пурин имеет дополнительное 5-стороннее кольцо, созданное еще 1 углеродом и еще 2 атомами азота. пиримидин азотистое основание имеет только 1 шестигранное кольцо. Каждое азотистое основание имеет уникальные связи, благодаря которым оно функционирует уникальным образом в ДНК или РНК. Каждую базу можно увидеть на изображении ниже.
Как азотистая основа несет генетическую информацию
Каждая азотистая основа несет в себе мало информации. Скорее каждое азотистое основание читается как единое целое с двумя другими основаниями. Эти три базовых информационных пакета называются кодонами. Каждый кодон указывает определенную аминокислоту. Соберите в правильном порядке и сложите в форму, цепочку аминокислоты создает белок. Эти белки затем выполняют функции жизни, включая все, от роста до размножения.
Требуется приблизительно 3 000 000 000 пар оснований, чтобы создать функционирующего человека. Это означает, что в каждой есть около 6 000 000 000 индивидуальных баз клетка вашего тела. Хотя это может показаться огромным количеством, ваше тело постоянно обрабатывает и копирует вашу ДНК. Вероятно, это основная и самая важная функция азотистого основания для любого организм.
Азотистые основания в других клеточных функциях
Передача энергии
Хранение генетической информации – не единственная задача азотистого основания. Многие из них используются для передачи энергии между молекулами пищи, такими как глюкоза, и энергетическими потребностями белков в клетке. Наиболее узнаваемой из этих молекул является трифосфат аденина, более известный как АТФ. Хотя в учебниках по биологии эта молекула часто упоминается как универсальная молекула переноса энергии в клетке, важно отметить, что она основана на аденине, азотистом основании.
Хотя АТФ широко известен в ряде клеточных реакций, он не является единственным азотистым основанием, которое служит для клеточной передачи энергии. Другая молекула, гуанин трифосфат (GTP), используется в ряде клеточных функций. ГТФ открывает белковые каналы, помогает в формировании микротрубочек и даже активизирует импорт важных белков в митохондрии, Это, в свою очередь, помогает производить больше АТФ через аэробного дыхания, который обеспечивает рост клетки.
Сотовая Сигнализация
Азотистое основание также может выполнять важные функции в клеточная сигнализация процесс, известный как передача сигнала. Общая схема включает в себя ряд химических мессенджеров, действующих на различные белки в клетке, чтобы послать сигнал. Клетка поджелудочной железы может измерять кровь глюкозы, преобразовать сигнал, чтобы выпустить инсулин, и рассеять инсулин в кровоток. Этот процесс интегрирован и координируется рядом факторов, связанных с азотистым основанием.
АТФ и циклический аденинмонофосфат играют важную роль во внутриклеточной передаче сигналов, такой как эта. Их соотношение приводит к различным химическим реакциям в разных точках равновесия, что в действительности приводит к активизации клетки. ГТФ участвует в ряде путей от роста и метаболизма до сигнальной гибели клеток (апоптоз ).
викторина
1. Сколько информации содержит азотистая основа?A. Одна треть одной аминокислотыB. НиктоC. Одна аминокислота
Ответ на вопрос № 1
В верно. Хотя вы, возможно, догадались (A), ответ на самом деле ничего. Есть только 5 азотистых базовых молекул, но есть более 20 аминокислот, которые можно вызвать. Сама по себе отдельная база не обладает достаточной информацией для указания какой-либо из них. С двумя другими базовыми молекулами он может точно указать, какая из аминокислот требуется.
2. Что из перечисленного НЕ является азотистым основанием?A. аденинB. тиминC. рибоза
Ответ на вопрос № 2
С верно. Рибоза – это молекула сахара, которая образует основу РНК. Из этого остова различные молекулы азотистого основания присоединяют и передают генетическую информацию к рибосомам, которые могут использовать эту информацию для создания белков.
3. Ученый создает синтетическую ДНК в лаборатории. Сначала он решает использовать только две синтетические азотистые основные молекулы. Оба они напоминают молекулы пурина. Какие из следующих проблем ученый экспериментирует?A. Ничего, все должно работать нормально.B. ДНК не будет двухцепочечной.C. ДНК будет крутить слишком сильно.
Ответ на вопрос № 3
В верно. ДНК не будет двухцепочечной, потому что двухцепочечная природа ДНК обусловлена специфически привлекательной природой пуриновых азотистых оснований с пиримидинами. Здесь, без противоположности пары, противоположные нити искусственной ДНК не будут притягиваться друг к другу и образовывать водородные связи. Ученый должен создать 2 молекулы азотистого основания пиримидина для привлечения пуринов.
Ссылки
- Hartwell, L.H., Hood, L., Goldberg, M.L., Reynolds, A.E. & Silver, L.M. (2011). генетика : От генов к геномам Бостон: Макгроу Хилл.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C.A., Krieger, M., Scott, M.P., Bretscher, A.,. , , Мацудайра, П. (2008). Молекулярно-клеточная биология (6-е изд.). Нью-Йорк: W.H. Фримен и Компания.
- Нельсон Д.Л. и Кокс М.М. (2008). Принципы биохимия, Нью-Йорк: W.H. Фримен и Компания.