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DNA und RNA sind wesentliche Bestandteile für lebende Zellen, und beide bestehen aus stickstoffhaltigen Basen, die als "Purine" und "Pyrimidine" bekannt sind. Diese Basen sind auch für die momentane Speicherung von zellulärer Energie und ohne sie für viele essentiell zelluläre Prozesse konnten nicht durchgeführt werden.
Purineigenschaften
Die als Purine bekannten Moleküle stammen von heterocyclischen Verbindungen, die in der Praxis in der Natur niemals vorkommen. Guanin, wie im Bild unten gezeigt, ist ein Purinmolekül, das durch eine Aminogruppe und ein sauerstoffhaltiges Keton modifiziert ist. Die Standardpurine, die in Hochenergiebindungen und in der DNA / RNA-Synthese verwendet werden, sind Guanin und Adenin.
Eigenschaften von Pyrimidinen
Pyrimidine sind von Pyrimidin abgeleitete Moleküle. Wie Purin ist es ein heterocyclisches Molekül, das in der Natur nicht vorkommt. Das im Bild unten gezeigte Cytosin ähnelt Guanin. es ist auch mit einer Aminogruppe und einem sauerstoffhaltigen Keton modifiziert.
Funktionen
Unter den zellulären Funktionen, die Purine und Pyrimidine erfüllen, verdienen zwei eine Hervorhebung. Zunächst werden die Purine Adenin und Guanin sowie die Pyrimidine Cytosin, Thymin und Uracil zur Herstellung von DNA und RNA verwendet. Diese stickstoffhaltigen Basen werden synthetisiert und an eine Gruppe von Phosphat und einen Zucker (Desoxyribose) gebunden; Diese Monophosphatnukleotide werden während der Replikation oder Transkription in wachsende Stränge neuer DNAs oder RNAs eingebaut. Die zweite Funktion von Pyrimidinen und Purinen ist die vorübergehende Speicherung von Energie. Die häufigste Energieform in Zellen ist Adenosintriphosphat oder ATP. Die Freisetzung des dritten Phosphats bildet Adenosindiphosphat oder ADP, eine äußerst günstige Reaktion, und kann zu Reaktionen führen, deren Eintritt Energie erfordert. Guanintriphosphat und Guanindiphosphat werden von bestimmten Enzymen und Rezeptoren als "Ein / Aus-Tasten" verwendet, während Cytosintriphosphat und Uridintriphosphat bei der Herstellung von Biomolekülen verwendet werden.
Basenpaarung
Die Purine und Pyrimidine, die von Zellen zur Synthese von Nukleotiden (Adenin, Cytosin, Guanin, Thymin und Uracil) verwendet werden, haben mehrere Atome, die an Wasserstoff binden, wie Stickstoff, Sauerstoff und Wasserstoff. Diese Moleküle sind so konstruiert, dass Cytosin und Guanin Bindungen von drei Wasserstoffbrückenbindungen bilden, während Adenin und Thymin in DNA oder Uracil in RNA Bindungen von zwei Bindungen bilden. Während der DNA-Replikation bilden die Polymerasen aufgrund der Effizienz ihrer Wasserstoffbrückenbindungen A-T- und C-G-Paare mit geringen Fehlerraten. Eine fehlerhafte Basenpaarung wird entsprechend der inhärenten Instabilität der falschen Paare schnell erkannt.
Laborgebrauch
Triphosphatnukleotide sind übliche Bestandteile in mehreren Standardlaborverfahren. Eine Polymerasekettenreaktion (PCR) erfordert den Eintritt einer Mischung von NTPs zur DNA-Amplifikation. Dem Gemisch kann ATP zugesetzt werden, um eine gewünschte ungünstige Reaktion zu erzeugen.
