Pár bází se skládá ze dvou nukleobází, které jsou proti sobě deoxyribonukleová kyselina (DNA) nebo kyselina ribonukleová (RNA), váží se na sebe a tvoří dvojitý řetězec pomocí vodík brϋcken. Toto je genomová informace organismu a zahrnuje geny. Nesprávné párování základny může vést k mutacím.
Co je párování bází?
Pár bází je tvořen nukleovými bázemi. Toto je prvek DNA nebo RNA. Tyto nukleové báze zase společně s kyselina fosforečná or fosfát a deoxyribóza, a cukr, tvoří nukleotid (bázi). The kyselina fosforečná a deoxyribóza jsou stejné pro každý nukleotid; tvoří páteř DNA. Báze a deoxyribóza se nazývají nukleosid. The fosfát rezidua fultsvýsledky záporně nabité a hydrofilní DNA, interakce s voda dojde. Nukleotidy se liší pouze v bázi. Existují fϋnf základypodle toho, zda jsou složkami DNA nebo RNA. The základy jsou adenin (A) a guanin (G), patří mezi puriny. Thymin (T), cytosin (C) a uracil (U) jsou pyrimidiny. Puriny jsou heterocyklické organické sloučeniny, zatímco pyrimidiny jsou heterocyklické aromatické organické sloučeniny. V DNA dochází k párování bází mezi adeninem a thyminem (AT) a guaninem a cytosinem (GC). V RNA naopak dochází k párování bází mezi adeninem a uracilem (AU) a mezi guaninem a cytosinem (GC). Toto párování bází se nazývá doplňkové. Párování vytváří vodík brϋcking. Toto je interakce mezi a vodík atom s volným elektronovým párem jiného atomu. Atom vodíku je v tomto případě kovalentně vázán. Jedná se o chemickou vazbu, ve které dochází k interakci mezi valenčními elektrony z jednoho atomu a jádrem jiného atomu. Párování bází se také používá jako měřítko velikosti pro DNA: 1bp odpovídá jedné a 1kb odpovídá 1000 párům bází nebo nukleotidů.
Funkce a úkol
Párování bází má základní funkce pro strukturu DNA. DNA se vyskytuje jako dvojitá spirála. V tomto případě se prostorové uspořádání dvojité šroubovice označuje jako B-DNA, pravotočivá dvouvláknová šroubovice, která má na rozdíl od A-formy uvolněnější uspořádání. Párování bází adeninu a tyminu vede ke vzniku dvou vodíkových brzd. Naproti tomu párování bází guaninu a cytosinu vede k tvorbě tří vodíku mosty. Díky párování bází mezi purinem a pyrimidinem je výsledná vzdálenost mezi dvěma řetězci DNA vždy stejná. Výsledkem je pravidelná struktura DNA, kde průměr šroubovice DNA je 2 nm. Úplná rotace o 360 ° uvnitř šroubovice nastává každých 10 párů bází a je dlouhá 3.4 nm. Párování bází také hraje důležitou roli v replikaci DNA. Replikace DNA se dělí na iniciační fázi, elongační fázi a terminační fázi. K tomu dochází během dělení buněk. DNA se odvíjí pomocí enzymu, DNA helikázy. Dvojitá vlákna se oddělí a DNA polymeráza se připojí k jednomu řetězci DNA a začne vytvářet komplementární řetězec DNA na každém jednotlivém řetězci. Tak vzniknou dva nové jednoduché řetězce DNA, které tvoří novou dvojitou spirálu DNA. Komplementární párování bází zajišťuje strukturu nově syntetizované dvojité šroubovice DNA. Kromě toho hraje párování bází zásadní roli v biosyntéze proteinů. To se dělí na přepis a překlad. Během transkripce se dvojitá šroubovice DNA odvíjí a komplementární řetězce jsou od sebe odděleny. To také provádí enzym helikáza. RNA polymeráza se váže na jeden řetězec DNA a tvoří komplementární RNA. V RNA se místo tyminu používá uracil a ve srovnání s DNA má takzvaný polyA ocas. RNA vždy končí řetězcem adeninů. RNA také zůstává jediným řetězcem a slouží k syntéze proteinu během translace. Typ proteinu závisí na konkrétním gen který byl přečten a použit jako šablona pro biosyntézu proteinů.
Nemoci a poruchy
Erwin Chargaff zjistil, že počet základy adenin a thymin, stejně jako guanin a cytosin, je 1: 1. James D. Watson a Francis Harry Compton Crick nakonec zjistili, že existuje doplňkové párování bází adeninu a thyminu, jakož i guaninu a cytosinu. Tomu se říká párování Watson-Crick. Může však nastat neobvyklé párování bází kvůli různým poruchám, jako je například reverzní párování Watson-Crick. Další vadou ze základního párování je kolísavé párování. Jedná se o párování v rozporu s párováním Watson-Crick, jako je GU, GT nebo AC. Tyto chyby mohou nastat během replikace DNA a musí být poté odstraněny opravou DNA. Mutace mohou nastat v důsledku vadného párování bází. Tyto mutace nemusí být škodlivé. Existují takzvané tiché mutace, při nichž se pár bází vyměňuje s jiným párem, ale nevede to k žádným funkčním ani strukturálním poruchám syntetizovaného proteinu. V případě srpkovité buňky anémie, mutace je důvodem pro vytvoření nefunkční červené krev buňky. Mutace přímo ovlivňuje hemoglobin, za což odpovídá kyslík doprava v krev. Těžké a život ohrožující oběhové poruchy a anémie výsledek.
