Cząsteczki podwójnej helisy DNA wyglądają jak skręcona drabina, a szczeble lub stopnie składają się z zasad azotowych, które tworzą kod genetyczny wszystkich żywych organizmów. W sumie są cztery zasady, dwie z nich to zasady purynowe i dwie zasady pirymidynowe. Szczebel drabiny może składać się z jednej zasady purynowej i jednej zasady pirymidynowej.
Zasady mają strukturę molekularną, która pozwala dwóm typom zasad utworzyć słabe ogniwo zwane wiązaniem wodorowym. Zwykle utrzymuje dwie nici DNA razem, ale może się rozplątać, aby umożliwić wykonanie kopii kodu do produkcji białka i reprodukcji komórki. Ten skomplikowany mechanizm stanowi podstawę wszelkiego życia na ziemi.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Zasady purynowe i pirymidynowe cząsteczki DNA tworzą wiązania, które kodują informację genetyczną wszystkich żywych istot. Dwie zasady purynowe to adenina i guanina, podczas gdy zasady pirymidynowe to tymina i cytozyna. Adenina wiąże się tylko z tyminą, a guanina z cytozyną, tworząc szczeble drabiny DNA.
Jak zasady purynowe tworzą część podwójnej helisy DNA?
Podwójna helisa DNA przypominająca drabinę składa się z sześciu cząsteczek. Szczeble drabiny składają się z zawierających azot zasad purynowych adeniny i guaniny oraz zawierających azot zasad pirymidynowych tyminy i cytozyny. Szyny po obu stronach to naprzemienne cząsteczki cukru zwanego dezoksyrybozą i fosforanem. Cukier ma przyłączoną do niego cząsteczkę zasady azotowej, a fosforan jest przekładką między szczeblami drabiny. Podstawową jednostką łańcucha DNA jest jedna cząsteczka fosforanu i jedna cząsteczka cukru z dołączoną do niej cząsteczką zasady azotowej.
Każda zasada purynowa może tworzyć wiązanie tylko z jedną zasadą pirymidynową, adeniną z tyminą i guaniną z cytozyną. W rezultacie możliwe są cztery kombinacje: adenina-tymina, tymina-adenina, guanina-cytozyna i cytozyna-guanina. Informacja genetyczna wszystkich żywych istot jest zakodowana w DNA przy użyciu tych czterech kombinacji.
Zasady pirymidynowe i purynowe kierują procesami komórkowymi
Zasady purynowe i pirymidynowe tworzą wiązania wodorowe, aby utrzymać razem dwie szyny cząsteczki DNA. Adenina i tymina tworzą dwa wiązania wodorowe, podczas gdy guanina i cytozyna tworzą trzy. Wiązania wodorowe to siły elektrostatyczne między naładowanymi elektrycznie częściami cząsteczki polarnej, a nie wiązania chemiczne. W rezultacie mogą zostać zneutralizowane, a DNA może rozdzielić się na dwie nici w określonym miejscu.
Kiedy komórka potrzebuje określonych białek, nici DNA regulujące produkcję białek rozdzielają się, a cząsteczki RNA kopiują jedną nić. Kopia RNA instrukcji jest następnie wykorzystywana w komórce do produkcji aminokwasów i wymaganych białek. Komórka używa RNA do kopiowania kodu genetycznego DNA, a następnie używa zakodowanych instrukcji do wytworzenia potrzebnych białek.
Pirymidyny i puryny w kontroli podziału komórek DNA
Kiedy żywa komórka jest gotowa do podziału na dwie nowe komórki, obie strony cząsteczki DNA rozdzielają się, neutralizując wiązania wodorowe łączące puryn i pirymidyny. Zamiast używać RNA na części drabiny DNA, cała drabina oddziela się i po każdej stronie dodawane są nowe zasady azotowe. Ponieważ każda baza zaakceptuje tylko jednego partnera, każda strona staje się pełnym i dokładnym duplikatem drugiej.
Na przykład, jeśli wiązanie DNA było wiązaniem adenina-tymina, po jednej stronie znajduje się cząsteczka adeniny, a po drugiej cząsteczka tyminy. Adenina przyciąga inną cząsteczkę tyminy, a tymina przyciąga cząsteczkę adeniny. Rezultatem są dwa identyczne wiązania adenina-tymina w dwóch nowych niciach DNA.
Dwie purynowe zasady azotowe DNA są niezbędne do produkcji wszystkich białek komórkowych i do podziału komórek. Podział komórek możliwy dzięki mechanizmowi kopiowania DNA stanowi podstawę wszelkiego wzrostu i wszelkich form reprodukcji żywych organizmów.