碱基配对:功能,任务,角色和疾病

一个碱基对由两个相互面对的核碱基组成 脱氧核糖核酸 (DNA)或 核糖核酸 (RNA),彼此结合,并借助 加氢 brϋcken。 这是生物体的基因组信息,包括基因。 错误的碱基配对可以 突变。

什么是碱基配对?

碱基对由核碱基组成。 这是DNA或RNA的元素。 这些核碱基又与 磷酸 or 磷酸盐 和脱氧核糖, ,形成核苷酸(碱基)。 这 磷酸 每个核苷酸的脱氧核糖是相同的; 它们构成了DNA的骨架。 碱基和脱氧核糖称为核苷。 这 磷酸盐 残基会导致DNA带负电荷,并且还具有亲水性,与 发生。 核苷酸仅在碱基上不同。 有fϋnf 基础,取决于它们是DNA还是RNA的组成部分。 这 基础 是腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G),它们属于嘌呤。 胸腺嘧啶(T),胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)是嘧啶。 嘌呤是杂环有机化合物,而嘧啶是杂环芳族有机化合物。 在DNA中,碱基配对发生在腺嘌呤和胸腺嘧啶(AT)以及鸟嘌呤和胞嘧啶(GC)之间。 另一方面,在RNA中,碱基配对发生在腺嘌呤和尿嘧啶(AU)之间,以及鸟嘌呤和胞嘧啶(GC)之间。 这种碱基配对被称为互补。 配对是通过以下方式创建的 加氢 ϋ。 这是一个 加氢 原子与另一个原子的自由电子对。 在这种情况下,氢原子是共价键合的。 这是一个化学键,其中一个原子的价电子与另一原子的原子核之间存在相互作用。 碱基配对也用作DNA大小的度量:1bp对应一个,1kb对应1000个碱基对或核苷酸。

功能与任务

碱基配对具有DNA结构的基本功能。 DNA以双螺旋形式出现。 在这种情况下,双螺旋的空间排列称为B-DNA,这是一种右旋双链螺旋,与A形相比,其排列更为宽松。 腺嘌呤和胸腺嘧啶的碱基配对导致形成两个氢脆。 相反,鸟嘌呤和胞嘧啶的碱基配对导致形成三个氢 桥梁。 由于嘌呤和嘧啶之间的碱基配对,两条DNA链之间的最终距离始终相同。 这导致DNA的规则结构,其中DNA螺旋的直径为2nm。 每360个碱基对发生螺旋内10°的完全旋转,并且旋转的长度为3.4 nm。 碱基配对在DNA复制中也起重要作用。 DNA复制分为起始阶段,延伸阶段和终止阶段。 这发生在细胞分裂过程中。 DNA通过DNA解旋酶解链。 分离双链,DNA聚合酶附着在DNA单链上,并开始在每条单链上形成互补的DNA链。 这将创建两条新的DNA单链,从而形成一个新的DNA双螺旋。 互补碱基配对确保了新合成的DNA双螺旋结构。 另外,碱基配对在蛋白质生物合成中起重要作用。 这分为转录和翻译。 在转录过程中,DNA双螺旋被解开,互补链彼此分开。 这也可以通过解旋酶来完成。 RNA聚合酶与DNA的单链结合并形成互补的RNA。 在RNA中,使用尿嘧啶代替胸腺嘧啶,并且与DNA相比,尿嘧啶具有所谓的polyA尾巴。 RNA总是以一串腺嘌呤结尾。 RNA还保持单链,并在翻译过程中用于合成蛋白质。 蛋白质的类型取决于特定的 基因 阅读后,将其用作蛋白质生物合成的模板。

疾病与失调

欧文·查格夫(Erwin Chargaff)发现, 基础 腺嘌呤和胸腺嘧啶以及鸟嘌呤和胞嘧啶为1:1。JamesD. Watson和弗朗西斯·哈里·康普顿·克里克最终发现,腺嘌呤和胸腺嘧啶以及鸟嘌呤和胞嘧啶具有互补的碱基配对。 这称为沃森-克里克配对。 但是,由于各种疾病(例如反向Watson-Crick配对),可能会发生异常的碱基配对。 基本配对的另一个缺陷是摆动配对。 这些配对与Watson-Crick配对相反,例如GU,GT或AC。 这些错误可能会在DNA复制期间发生,然后必须通过DNA修复消除。 错误的碱基配对可能导致突变。 这些突变不一定是有害的。 存在所谓的沉默突变,其中碱基对与另一对交换,但不会对合成蛋白质造成任何功能或结构干扰。 但是,在镰状细胞的情况下 贫血,突变是形成无功能红色的原因 血液 细胞。 突变直接影响 血红蛋白,它负责 氧气 运输中 血液。 严重而危及生命 循环系统疾病贫血 结果。