nucleobases

nucleobases เป็นหน่วยการสร้างที่สายโซ่ยาวของโมเลกุล DNA และ RNA ประกอบขึ้นในรูปของนิวคลีโอไทด์ phosphorylated

ในดีเอ็นเอซึ่งสร้างเกลียวคู่คล้ายกับเชือกฐานนิวคลีอิกทั้ง 4 ที่เกิดขึ้นจะจับคู่ของแข็งกับฐานเสริมตามลำดับผ่านสะพานไฮโดรเจน นิวคลีโอเบสประกอบด้วยไบไซคลิกพิวรีนหรือโครงกระดูกโมโนไซคลิกไพริมิดีน

นิวคลีโอเบสคืออะไร?

ทั้ง 4 nucleobases adenine, guanine, cytosine และ thymine เป็นส่วนประกอบของสายโซ่โมเลกุลเกลียวคู่ดีเอ็นเอที่ยาวสร้างการจับคู่คงที่ adenine-thymine (A-T) และ guanine-cytosine (G-C)

อะดีนีนและกัวนีนทั้งสองฐานประกอบด้วยวงแหวนหกและห้าสมาชิกของไบไซคลิกที่ปรับเปลี่ยนแล้วของโครงสร้างพิวรีนพื้นฐานดังนั้นจึงเรียกอีกอย่างว่าฐานพิวรีน โครงสร้างพื้นฐานของอีกสองฐานนิวคลีอิกไซโตซีนและไทมีนประกอบด้วยวงแหวนหกเมมเบรนเฮเทอโรไซคลิกอะโรมาติกซึ่งสอดคล้องกับโครงสร้างพื้นฐานของไพริมิดีนที่ได้รับการดัดแปลงซึ่งเป็นสาเหตุที่เรียกว่าฐานไพริมิดีน เนื่องจาก RNA ส่วนใหญ่มีลักษณะเป็นเส้นเดี่ยวในตอนแรกจึงไม่มีคู่เบส สิ่งนี้จะเกิดขึ้นระหว่างการจำลองแบบผ่าน mRNA (messenger RNA) เท่านั้น

สำเนาของเกลียว RNA ประกอบด้วยนิวคลีโอเบสเสริมที่คล้ายคลึงกับดีเอ็นเอสายที่สอง ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือ uracil ถูกแทนที่ด้วย thymine ใน RNA โมเลกุลสายโซ่ของ DNA และ RNA ไม่ได้ถูกสร้างขึ้นในรูปแบบบริสุทธิ์โดยนิวคลีโอเบส แต่ในกรณีของ DNA พวกมันจะรวมกับดีออกซีไรโบส 5 น้ำตาลเพื่อสร้างนิวคลีโอไซด์ที่สอดคล้องกัน ในกรณีของ RNA กลุ่มน้ำตาลประกอบด้วยไรโบส นอกจากนี้นิวคลีโอไซด์ยังถูกฟอสโฟรีเลต์ด้วยกากฟอสเฟตเพื่อสร้างสิ่งที่เรียกว่านิวคลีโอไทด์

พิวรีนเป็นเบสของ hypoxanthine และ xanthine ซึ่งเกิดขึ้นใน DNA และ RNA ซึ่งสอดคล้องกับไทมีนที่ถูกดัดแปลง Hypoxanthine เกิดจากอะดีนีนโดยแทนที่กลุ่มอะมิโน (-NH3) ด้วยกลุ่มไฮดรอกซิล (-OH) และแซนไทน์เกิดจากกัวนีน นิวคลีโอเบสทั้งสองไม่มีส่วนช่วยในการถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรม

ฟังก์ชันเอฟเฟกต์และงาน

หน้าที่ที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของนิวคลีโอเบสซึ่งสร้างดีเอ็นเอสองเส้นคือการแสดงอยู่ในตำแหน่งที่ตั้งใจไว้

ลำดับของนิวคลีโอเบสสอดคล้องกับรหัสพันธุกรรมและกำหนดชนิดและลำดับของกรดอะมิโนที่เป็นส่วนประกอบของโปรตีน ซึ่งหมายความว่าการทำงานที่สำคัญที่สุดของนิวคลีโอเบสซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของดีเอ็นเอประกอบด้วยบทบาทที่ไม่หยุดนิ่งนั่นคือพวกมันไม่เข้าไปแทรกแซงการเผาผลาญอย่างแข็งขันและโครงสร้างทางชีวเคมีจะไม่เปลี่ยนแปลงโดย messenger RNA (mRNA) ในระหว่างกระบวนการอ่าน ส่วนหนึ่งอธิบายถึงการมีอายุยืนยาวของดีเอ็นเอ

ครึ่งชีวิตของไมโตคอนเดรียดีเอ็นเอ (mtDNA) ในระหว่างที่ครึ่งหนึ่งของพันธะที่มีอยู่เดิมระหว่างนิวคลีโอเบสสลายตัวนั้นขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมเป็นอย่างมากและแตกต่างกันไปประมาณ 520 ปีภายใต้สภาวะเฉลี่ยที่มีอุณหภูมิเป็นบวกและสูงถึง 150,000 ปีภายใต้สภาวะแห้งแล้ง .

ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของ RNA นิวคลีโอเบสมีบทบาทค่อนข้างมากขึ้น โดยหลักการแล้วเมื่อเซลล์แบ่งตัวสายคู่ของ DNA จะแตกออกและแยกออกจากกันเพื่อให้สามารถสร้างเส้นใยเสริม mRNA ซึ่งจะพูดได้ว่าเป็นสำเนาการทำงานของสารพันธุกรรมและทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการคัดเลือกและลำดับของกรดอะมิโนที่ โปรตีนที่ต้องการจะประกอบขึ้น เบสนิวคลีอิกอีกตัวคือไดไฮโดรราซิลเกิดขึ้นเฉพาะในสิ่งที่เรียกว่าการขนส่งอาร์เอ็นเอ (tRNA) ซึ่งใช้ในการขนส่งกรดอะมิโนระหว่างการสังเคราะห์โปรตีน

นิวคลีโอเบสบางตัวทำหน้าที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงโดยเป็นส่วนหนึ่งของเอนไซม์ที่กระตุ้นและควบคุมกระบวนการทางชีวเคมีบางอย่าง อะดีนีนตอบสนองงานที่รู้จักกันดีในฐานะนิวคลีโอไทด์ในการปรับสมดุลพลังงานของเซลล์ ที่นี่อะดีนีนมีบทบาทสำคัญในฐานะผู้บริจาคอิเล็กตรอนเช่น adenosine diphosphate (ADP) และ adenosine triphosphate (ATP) รวมทั้งส่วนประกอบของ nicotinamide adenine dinucleotide (NAD)

การศึกษาการเกิดคุณสมบัติและค่าที่เหมาะสม

ในรูปแบบไม่ฟอสโฟรีเลตนิวคลีโอเบสประกอบด้วยคาร์บอนไฮโดรเจนและออกซิเจนซึ่งเป็นสารที่แพร่หลายและมีอยู่อย่างอิสระ ร่างกายจึงสามารถสังเคราะห์นิวคลีโอเบสได้เอง แต่กระบวนการนี้ซับซ้อนและใช้พลังงานมาก

ดังนั้นการกู้คืนกรดนิวคลีอิกโดยการรีไซเคิลจึงเป็นที่ต้องการเช่น B. โดยการสลายโปรตีนที่มีสารประกอบบางอย่างที่สามารถแยกและเปลี่ยนเป็นกรดนิวคลีอิกโดยใช้พลังงานเพียงเล็กน้อยหรือแม้จะได้รับพลังงานก็ตาม กรดนิวคลีอิกมักไม่เกิดขึ้นในรูปบริสุทธิ์ในร่างกาย แต่ส่วนใหญ่เป็นนิวคลีโอไซด์หรือดีออกซีนิวคลีโอไซด์ที่มีไรโบสหรือโมเลกุลดีออกซีไรโบสติดอยู่ ในฐานะที่เป็นส่วนประกอบของ DNA และ RNA และเป็นส่วนประกอบของเอนไซม์บางชนิดกรดนิวคลีอิกหรือนิวคลีโอไซด์ของพวกมันจะถูกฟอสโฟรีเลต์ย้อนกลับได้ด้วยฟอสเฟตหนึ่งถึงสามกลุ่ม (PO4-)

ไม่มีค่าอ้างอิงสำหรับการจัดหานิวคลีโอเบสที่เหมาะสม การขาดหรือส่วนเกินของนิวคลีโอเบสสามารถระบุได้ทางอ้อมผ่านความผิดปกติบางอย่างในการเผาผลาญอาหาร

โรคและความผิดปกติ

ประเภทของอันตรายการรบกวนและความเสี่ยงที่นำมาสู่การเชื่อมต่อกับนิวคลีโอเบสเป็นข้อผิดพลาดในจำนวนและลำดับบนสาย DNA หรือ RNA ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในการเข้ารหัสสำหรับการสังเคราะห์โปรตีน

หากร่างกายไม่สามารถแก้ไขข้อผิดพลาดผ่านกลไกการซ่อมแซมได้ก็จะต้องมีการสังเคราะห์โปรตีนที่ไม่ใช้งานทางชีวภาพหรือที่ใช้งานได้ซึ่งจะนำไปสู่ความผิดปกติของการเผาผลาญที่ไม่รุนแรงถึงขั้นร้ายแรง สามารถเช่น มีการกลายพันธุ์ของยีนบีที่สามารถกระตุ้นให้เกิดโรคตั้งแต่เริ่มแรกผ่านความผิดปกติของการเผาผลาญซึ่งอาจรักษาไม่หาย แต่ถึงแม้จะอยู่ในจีโนมที่มีสุขภาพดีข้อผิดพลาดในการคัดลอกอาจเกิดขึ้นได้ในระหว่างการจำลองแบบของ DNA และโซ่ RNA ซึ่งส่งผลต่อการเผาผลาญ

ความผิดปกติของการเผาผลาญที่รู้จักกันดีในสมดุลของพิวรีนคือ z B. กลับไปสู่ความบกพร่องทางพันธุกรรมบนโครโมโซม x เนื่องจากความบกพร่องทางพันธุกรรมพิวรีนจึงไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ซึ่งจะส่งเสริมการก่อตัวของนิ่วในปัสสาวะและโรคเกาต์ในข้อต่อ