nucleïsch bases zijn de bouwstenen die, in hun gefosforyleerde nucleotidevorm, make-up de lange ketens van DNA en RNA moleculen In DNA, dat touwladderachtige dubbele strengen vormt, komen de 4 nucleïnezuren voor bases vormen nauwe paren met de respectieve complementaire basis via waterstof obligaties. Het nucleïnezuur bases bestaan uit een bicyclische purine of een monocyclische pyrimidine-ruggengraat.
Wat zijn nucleïnezuurbasen?
De 4 nucleïnezuurbasen, adenine, guanine, cytosine en thymine, zijn de bouwstenen van de lange moleculaire ketens van DNA met dubbele helix, die de altijd constante paringen adenine-thymine (AT) en guanine-cytosine (GC) vormen. De twee basen adenine en guanine bestaan elk uit een gemodificeerde bicyclische zes- en vijfledige ring van de purineskelet en worden daarom ook purinebasen genoemd. De basisstructuur van de andere twee nucleïnezuurbasen, cytosine en thymine, bestaat uit een heterocyclische aromatische zesring die overeenkomt met een gemodificeerde pyrimidineskelet, daarom worden ze ook wel pyrimidinebasen genoemd. Omdat RNA meestal aanwezig is als enkele strengen, is er aanvankelijk geen basenparing. Dit gebeurt alleen tijdens replicatie via het mRNA (messenger RNA). De kopie van de RNA-streng bestaat uit de complementaire nucleïnezuurbasen analoog aan de tweede DNA-streng. Het enige verschil is dat thymine in RNA wordt vervangen door uracil. De DNA- en RNA-keten moleculen worden niet in zuivere vorm gevormd door de nucleïnezuurbasen, maar combineren ze in het geval van DNA eerst met de 5-suiker deoxyribose om het overeenkomstige nucleoside te vormen. In het geval van RNA, de suiker groep bestaat uit ribose Bovendien zijn de nucleosiden gefosforyleerd met een fosfaat residu om zogenaamde nucleotiden te vormen. De purinebasen hypoxanthine en xanthine, die ook voorkomen in DNA en RNA, komen overeen met gemodificeerd thymine. Hypoxanthine wordt gevormd uit adenine door de aminogroep (-NH3) te vervangen door een hydroxygroep (-OH), en xanthine wordt gevormd uit guanine. Geen van beide nucleïnezuurbases draagt bij aan de overdracht van genetische informatie.
Functie, actie en rollen
Een van de belangrijkste functies van de nucleïnezuurbases is dat make-up de dubbele strengen van DNA moeten aanwezig zijn op hun respectievelijke aangewezen posities. De sequentie van nucleïnezuurbasen komt overeen met de genetische code en definieert het type en de sequentie van aminozuren dat make-up eiwitten Dit betekent dat de belangrijkste functie van nucleïnezuurbasen als onderdeel van het DNA een passieve, statische rol is, dat wil zeggen dat ze niet actief ingrijpen in het metabolisme en dat hun biochemische structuur niet verandert tijdens het leesproces door boodschapper-RNA (mRNA). Dit verklaart gedeeltelijk de levensduur van DNA. De halfwaardetijd van mitochondriaal DNA (mtDNA), waarbij de helft van de oorspronkelijk aanwezige bindingen tussen de nucleïnezuurbasen wordt afgebroken, is sterk afhankelijk van de omgevingsomstandigheden en varieert van ongeveer 520 jaar onder gemiddelde omstandigheden met positieve temperaturen tot maximaal 150,000 jaar in permafrost voorwaarden. Als onderdeel van RNA spelen nucleïnezuurbasen een iets actievere rol. Wanneer cellen zich delen, worden in principe de dubbele DNA-strengen verbroken en van elkaar gescheiden om een complementaire streng te vormen, mRNA, dat als het ware de werkkopie is van het genetisch materiaal en dient als basis voor de selectie en volgorde. van aminozuren waarvan de bedoelde eiwitten zijn gemonteerd. Een andere nucleïnezuurbase, dihydrouracil, wordt alleen aangetroffen in het zogenaamde transport-RNA (tRNA), voor het transport van aminozuren tijdens de eiwitsynthese. Sommige nucleïnezuurbasen vervullen een geheel andere functie als onderdeel van enzymen, die bepaalde biochemische processen actief mogelijk maken en beheersen door middel van katalytische middelen. De bekendste functie wordt vervuld door adenine als nucleotide in de energie evenwicht van cellen. Hier vervult adenine een belangrijke rol als elektronendonor als adenosine difosfaat (ADP) en adenosinetrifosfaat (ATP), en als component van nicotinamide adenine dinucleotide (NAD).
Vorming, voorkomen, eigenschappen en optimale niveaus
In de niet-gefosforyleerde vorm bestaan nucleïnezuurbasen uitsluitend uit carbon, waterstof en zuurstof, stoffen die alomtegenwoordig en vrij verkrijgbaar zijn. Daarom is het lichaam in staat om zelf nucleïnezuurbasen te synthetiseren, maar het proces is complex en verbruikt veel energie. Daarom is het herstel van nucleïnezuren door recycling heeft de voorkeur, egB door de afbraak van eiwitten met bepaalde verbindingen die kunnen worden geïsoleerd en omgezet in nucleïnezuren met weinig of zelfs energiewinst. Als een regel, nucleïnezuren komen niet in zuivere vorm voor in het lichaam, maar meestal als een nucleoside of deoxynucleoside met een aangehecht ribose of deoxyribose-molecuul. Als onderdeel van DNA en RNA en als onderdeel van bepaalde enzymen, het nucleïnezuur zuren of hun nucleosiden zijn bovendien reversibel gefosforyleerd met één tot drie fosfaat groepen (PO4-). Een referentiewaarde voor een optimale aanvoer van nucleïnezuurbasen bestaat niet. Een deficiëntie of overmaat aan nucleïnezuurbasen kan alleen indirect worden vastgesteld via bepaalde stoornissen in het metabolisme.
Ziekten en aandoeningen
Het soort gevaren, aandoeningen en risico's dat met nucleïnezuurbasen wordt geassocieerd, zijn fouten in aantal en volgorde op DNA- of RNA-strengen, resulterend in een verandering in de codering voor eiwitsynthese. Als het lichaam de fout niet via zijn reparatiemechanismen kan corrigeren, vindt synthese van biologisch inactieve of bruikbare eiwitten plaats, die op zijn beurt kan leiden tot milde tot ernstige stofwisselingsstoornissen. Bijvoorbeeld, gen Er kunnen mutaties aanwezig zijn die vanaf het begin symptomatische ziekten kunnen veroorzaken via metabole stoornissen, die mogelijk ongeneeslijk zijn. Maar zelfs in een gezond genoom kunnen kopieerfouten optreden bij de replicatie van DNA- en RNA-ketens, die een effect hebben op het metabolisme. Een bekende stofwisselingsstoornis bij purine evenwichtis bijvoorbeeld te wijten aan een gen defect op het x-chromosoom. Vanwege de gen defect, de purinebasen hypoxantine en guanine kunnen niet worden gerecycled, wat uiteindelijk de vorming van urinestenen bevordert en, in de gewrichten, jicht.
