Το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ, ή το DNA, αναφέρεται ευρέως ως "γενετικός κώδικας" και η βάση για όλη τη ζωή, όπως το γνωρίζουν οι άνθρωποι. Βρίσκεται στους πυρήνες των ευκαρυωτικών κυττάρων, συμπεριλαμβανομένων των δικών σας. Μια σχετική ένωση, RNA ή ριβονουκλεϊκό οξύ, είναι υπεύθυνη για τη μεταφορά του κώδικα για τις πρωτεΐνες που είναι αποθηκευμένες στο DNA στο τμήμα του κυττάρου όπου πραγματοποιούνται οι οδηγίες για την παραγωγή πρωτεϊνών (το ριβόσωμα).
Ίσως έχετε δει μια αναπαράσταση ενός κλώνου DNA ή RNA που περιλαμβάνει τμήματα γραμμάτων, όπως AGCCCTAG... ή UCGGGAUC... Κάθε ένα από αυτά τα πέντε γράμματα αντιπροσωπεύει ένα διαφορετικό νουκλεοτίδιο και τα νουκλεοτίδια έρχονται σε δύο βασικούς τύπους, βαρύ σε άζωτο και ονομάζονται με βάση τις χημικές τους ιδιότητες: πουρίνη και πυριμιδίνη.
Πουρίνες και πυριμιδίνες στην ανθρώπινη βιολογία
Υπάρχουν τέσσερις πουρίνες που είναι σημαντικές στην ανθρώπινη μοριακή βιολογία: αδενίνη, γουανίνη, υποξανθίνη και ξανθίνη. Τα δύο πρώτα είναι συστατικά τόσο του DNA όσο και του RNA. Τα άλλα δύο δεν ενσωματώνονται σε κανένα νουκλεϊκό οξύ ως τελικό προϊόν, αλλά είναι ενδιάμεσοι στις βιοχημικές αντιδράσεις στις οποίες συντίθενται και διασπώνται νουκλεοτίδια πουρίνης.
Οι τέσσερις σημαντικές πυριμιδίνες περιλαμβάνουν κυτοσίνη, θυμίνη, ουρακίλη και ορωτικό οξύ. Η διαφορά μεταξύ DNA και RNA είναι ότι το DNA περιέχει θυμίνη, ενώ το RNA έχει ουρακίλη σε θέσεις που αντιστοιχούν στην τοποθέτηση της θυμίνης στο DNA.
Πουρίνη: Ορισμός
Μια πουρίνη αποτελείται από έναν εξαμελή δακτύλιο που περιέχει άζωτο και έναν πενταμελή δακτύλιο που περιέχει άζωτο ενωμένο, όπως ένα εξάγωνο και ένα πεντάγωνο που ωθούνται μεταξύ τους. Οι βάσεις πουρίνης στο DNA και το RNA περιλαμβάνουν αδενίνη και γουανίνη και επομένως είναι οι πιο γνωστές βάσεις της κατηγορίας. Η σύνθεση πουρίνης περιλαμβάνει την τροποποίηση ενός σακχάρου ριβόζης ακολουθούμενη από την προσθήκη του συστατικού που καθιστά την ένωση μια βάση.
Πυριμιδίνη: Ορισμός
Οι πυριμιδίνες έχουν έναν εξαμελή δακτύλιο που περιέχει άζωτο, όπως πουρίνες, αλλά όχι αντίστοιχο δακτύλιο πέντε αζώτου. Αυτές οι ενώσεις έχουν επομένως μεγαλύτερο όνομα, αλλά είναι μικρότερες και ελαφρύτερες στον φυσικό κόσμο.
Οι βάσεις πυριμιδίνης στο DNA περιλαμβάνουν κυτοσίνη και θυμίνη. Οι πυριμιδίνες στο RNA περιλαμβάνουν κυτοσίνη και ουρακίλη. Η σύνθεση πυριμιδίνης είναι το αντίστροφο της σύνθεσης πουρίνης με έναν τρόπο: Η ελεύθερη βάση γίνεται πρώτα και το υπόλοιπο του μορίου τροποποιείται αργότερα σε νουκλεοτίδιο.
Σύζευξη πουρίνης και πυριμιδίνης
Το DNA είναι διπλόκλωνο και όταν χωρίζεται σε δύο μέρη χρησιμοποιείται για την παραγωγή RNA. Σε δίκλωνο DNA, το οποίο μοιάζει με σκάλα όταν "ξετυλίγεται", η αδενίνη (Α) ζευγαρώνει με θυμίνη (Τ) ενώ η κυτοσίνη (C) ζευγαρώνεται με γουανίνη (G). Στο RNA, το uracil (U) αντικαθιστά το T. Έτσι, κοιτάζοντας το ένα μόριο, μια πουρίνη συνδυάζεται πάντα με μια πυριμιδίνη, κάτι που έχει νόημα αφού αυτό διατηρεί κάθε ζεύγος περίπου στο ίδιο μέγεθος. Δύο πουρίνες θα ήταν πολύ μεγαλύτερες από τις δύο πυριμιδίνες.