Desoxyribonukleinsäure oder DNA wird weithin als der "genetische Code" und die Grundlage allen Lebens, wie es der Mensch kennt, bezeichnet. Es kommt in den Kernen eukaryontischer Zellen vor, einschließlich Ihrer eigenen. Eine verwandte Verbindung, RNA oder Ribonukleinsäure, ist für die Übertragung des Codes für Proteine verantwortlich, die in DNA in den Teil der Zelle, in dem die Anweisungen zur Herstellung von Proteinen tatsächlich ausgeführt werden (die Ribosom).
Vielleicht haben Sie eine Darstellung eines DNA- oder RNA-Strangs gesehen, der Buchstabenstränge enthält, wie AGCCCTAG... oder UCGGGAUC... Jeder dieser fünf Buchstaben steht für ein anderes Nukleotid, und es gibt zwei grundlegende Typen von Nukleotiden, die reich an Stickstoff sind und aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften benannt werden: Purin und Pyrimidin.
Purine und Pyrimidine in der Humanbiologie
Es gibt vier Purine, die in der menschlichen Molekularbiologie wichtig sind: Adenin, Guanin, Hypoxanthin und Xanthin. Die ersten beiden davon sind Bestandteile von DNA und RNA. Die anderen beiden werden als Endprodukte in keine Nukleinsäuren eingebaut, sondern sind Vermittler bei den biochemischen Reaktionen, bei denen Purinnukleotide synthetisiert und abgebaut werden.
Zu den vier wichtigen Pyrimidinen gehören Cytosin, Thymin, Uracil und Orotsäure. Der Unterschied zwischen DNA und RNA besteht darin, dass DNA Thymin enthält, während RNA Uracil an Stellen aufweist, die der Platzierung des Thymins in der DNA entsprechen.
Purin: Definition
Ein Purin besteht aus einem sechsgliedrigen stickstoffhaltigen Ring und einem fünfgliedrigen stickstoffhaltigen Ring, die wie ein Sechseck und ein Fünfeck zusammengeschoben sind. Purinbasen in DNA und RNA umfassen Adenin und Guanin und sind daher die bekanntesten Basen dieser Kategorie. Die Purinsynthese beinhaltet die Modifikation eines Ribosezuckers, gefolgt von der Zugabe der Komponente, die die Verbindung zu einer Base macht.
Pyrimidin: Definition
Pyrimidine haben wie Purine einen sechsgliedrigen stickstoffhaltigen Ring, jedoch keinen entsprechenden Fünf-Stickstoff-Ring. Diese Verbindungen haben daher einen längeren Namen, sind aber in der physischen Welt kleiner und leichter.
Pyrimidinbasen in DNA umfassen Cytosin und Thymin; Pyrimidine in RNA umfassen Cytosin und Uracil. Die Pyrimidin-Synthese ist in einer Hinsicht die Umkehrung der Purin-Synthese: Die freie Base wird zuerst hergestellt und der Rest des Moleküls wird später zu einem Nukleotid modifiziert.
Purin- und Pyrimidin-Paarung
DNA ist doppelsträngig und wird, wenn sie in zwei Teile geteilt wird, zur Herstellung von RNA verwendet. In doppelsträngiger DNA, die "abgewickelt" wie eine Leiter aussieht, paart sich Adenin (A) mit Thymin (T), während Cytosin (C) mit Guanin (G) paart. In der RNA tritt Uracil (U) an die Stelle von T. Wenn man also über ein einzelnes Molekül hinweg betrachtet, ist ein Purin immer mit einem Pyrimidin gepaart, was sinnvoll ist, da jedes Paar dadurch etwa gleich groß bleibt. Zwei Purine wären viel größer als zwei Pyrimidine.