그들이 어떻게 짝짓기, 분류 및 기능을하는지 질소 기반



그 질소 성 염기 그들은 질소가 풍부한 복 소환 형태의 유기 화합물이다. 그들은 nucleosides, dinucleotides 및 세포 내 전달자와 같은 핵산 및 생물학적으로 중요한 다른 분자의 구조 블록의 일부입니다. 다시 말해, 질소 염기는 핵산 (RNA 및 DNA)을 형성하는 단위의 일부이고 다른 언급 된 분자.

질소 성 염기의 두 가지 주요 그룹이있다 : 퓨린 염기 또는 퓨린 및 피리 미딘 염기 또는 피리 미딘. 첫 번째 그룹은 아데닌과 구아닌을 포함하는 반면, 티민, 시토신 및 우라실은 피리 미딘 염기이다. 일반적으로 이러한베이스는 첫 글자로 표시됩니다 : A, G, T, C 및 U.

DNA 블록은 A, G, T 및 C입니다.이 염기 배열에서는 생물체의 구성과 발달에 필요한 모든 정보가 성문화됩니다. RNA에서, 성분들은 동일하고, 단지 T가 U로 대체된다..

색인

  • 1 구조와 분류
    • 1.1 피리 미딘 고리
    • 1.2 퓨린 링
  • 2 질소 성질의 성질
    • 2.1 방향족 성
    • 2.2 자외선의 흡수
    • 2.3 물 용해도
  • 생물학적 관심 분야의 3 가지 질소 염기
  • 4 어떻게 짝짓기합니까??
    • 4.1 Chargaff 규칙
  • 5 기능
    • 5.1 핵산의 구조 블록
    • 5.2 뉴 클레오 시드 트리 포스페이트의 구조 블록
    • 5.3 오토 커 커이 드
    • 5.4 규제 요소의 구조 블록
    • 5.5 보효소의 구조 블록
  • 6 참고 문헌

구조와 분류

질소 염기는 방향족 및 헤테로 사이 클릭 유형의 편평한 분자이며, 일반적으로 퓨린 또는 피리 미딘으로부터 유도된다..

피리 미딘 고리

피리 미딘의 고리는 6 원 및 2 질소 원자를 갖는 헤테로시 클릭 방향족 고리이다. 원자는 시계 방향으로 번호가 매겨져있다..

푸린 링

퓨린 고리는 2 고리 시스템으로 구성됩니다 : 하나는 피리 미딘 고리와 구조적으로 유사하고 다른 하나는 이미 다졸 고리와 유사합니다. 이 9 개의 원자는 하나의 고리로 융합된다..

피리 미딘의 고리는 평평한 시스템이지만, 퓨린은이 패턴에서 조금 벗어납니다. 이미 다졸 고리와 피리 미딘 고리 사이에 약간의 주름 또는 주름이보고되었습니다..

질소 성질의 성질

방향족 성

유기 화학에서 방향족 환 이중 결합의 전자가 고리 구조 내에서 자유 순환을하는 분자로 정의된다. 고리 내의 전자의 이동성은 분자에 안정성을 부여합니다 (우리가 분자를 같은 분자와 비교한다면). 그러나 전자는 이중 결합으로 고정되어 있습니다.

이 고리 시스템의 방향족 성질은 케토 - 에놀 토토 머라 (keto-enol tautomería)라는 현상을 경험할 수있는 능력을 부여합니다.

즉, 퓨린 및 피리 미딘은 토토 머 쌍으로 존재한다. 케토 호변 이성체는 우라실, 티민 및 구아닌 염기에 대해 중성 pH에서 우세하다. 대조적으로, enol 형태는 중성 pH에서 시토신에 대해 우세하다. 이 측면은 기지 사이의 수소 교량의 형성을위한 기본입니다.

자외선의 흡수

퓨린과 피리 미딘의 또 다른 특성은 자외선 (UV 빛)을 강하게 흡수하는 능력입니다. 이 흡수 패턴은 그것의 헤테로시 클릭 고리의 방향족 성의 직접적인 결과이다.

흡수 스펙트럼은 최대 260 nm에 이른다. 연구원은이 패턴을 사용하여 시료의 DNA 양을 정량화합니다..

물에 대한 용해도

질소 성 염기의 강한 방향족 특성으로 인해이 분자는 물에 거의 녹지 않습니다..

생물학적 관심 분야의 질소 기반

많은 수의 질소 염기가 존재하지만, 우리는 살아있는 유기체의 세포 환경에서만 자연적으로 발견 할 수 있습니다.

가장 일반적인 피리 미딘은 시토신, 우라실 및 티민 (5 methyluracil)입니다. 시토신 및 우라실은 RNA에서 흔히있는 동안 시토신과 티민은 일반적으로 DNA 이중 나선의 발견 피리 미딘 있습니다. 우라실과 티민의 유일한 차이점은 탄소 5의 메틸기.

유사하게, 가장 흔한 퓨린은 아데닌 (6- 아미노 퓨린) 및 구아닌 (2- 아미노 -6- 옥시 퓨린)이다. 이들 화합물은 DNA와 RNA 분자 모두에 풍부하다..

우리가 세포에서 자연적으로 발견하는 다른 퓨린 유도체가 있습니다. 그 중에서도 크 산틴, 히폭 산틴, 요산이 있습니다. 처음 두 개는 핵산에서 찾을 수 있지만 매우 드물고 시간을 엄수합니다. 대조적으로, 요산은 이러한 생체 분자의 구조적 구성 요소로 결코 발견되지 않습니다.

그들이 어떻게 사귀는가??

연구자 인 Watson과 Crick은 DNA의 구조를 밝혀 냈습니다. 그의 연구 덕분에 DNA가 이중 나선이라고 결론 내릴 수있었습니다. 이는 포스 포디 에스테르 결합에 의해 연결된 긴 사슬의 뉴클레오타이드로 구성되며, 여기서 인산기는 당 잔기의 히드 록 실기 (-OH).

우리가 방금 기술 한 구조는 각각의 난간과 함께 계단과 비슷합니다. 질소 염기는 계단과 유사하며 수소 교량을 통해 이중 나선 구조로 그룹화됩니다.

수소 다리에서 두 개의 음전위 원자가 염기 사이에 양성자를 공유합니다. 수소 교량의 형성을 위해서는 약간의 양전하를 갖는 수소 원자 및 작은 음전하를 갖는 억 셉터의 참여가 필수적이다.

다리는 H와 O 사이에 형성됩니다. DNA가 복제하기 쉽도록 열어야하기 때문에 이러한 연결은 약합니다..

차거 프의 규칙

염기쌍 Chargaff 규칙이라고도 다음 패턴 퓨린 - 피리 결합에있어서 수소 결합을 형성하는 아데닌, 티민 구아닌과 시토신 쌍.

GC 쌍은 3 개의 수소 원자를 함께 형성하는 반면, AT 쌍은 2 개의 브릿지로만 결합됩니다. 따라서 더 높은 GC 함량을 가진 DNA가 더 안정적 일 것이라고 예측할 수 있습니다.

각각의 쇠사슬 (또는 우리 유추의 손잡이)은 반대 방향으로 달린다 : 하나는 5 '→ 3'이고 다른 하나는 3 '→ 5'.

기능들

핵산의 구조 블록

유기체는 핵산 (nucleic acids)이라 불리는 일종의 생체 분자를 나타낸다. 이들은 반복되는 단량체로 형성된 상당한 크기의 중합체이다 : 핵산은 인산염 결합이라 불리는 특별한 형태의 결합으로 결합된다. 그들은 두 가지 기본 유형, DNA와 RNA로 분류됩니다.

인산기가 존재하지 않을 때 각각의 뉴클레오티드는 인산기, 당 (DNA 및 RNA에 리보스 리보스 타입) 및 다섯 개 개의 뉴 클레오 염기 A, T, G, C 및 U. 하나 이루어져 , 분자는 뉴 클레오 사이드.

DNA에서

DNA는 살아있는 존재의 유전 물질입니다 (주로 RNA를 사용하는 일부 바이러스 제외). 4 염기의 코드를 사용하여 DNA는 유기체에 존재하는 모든 단백질에 대한 서열을 가지고 있으며,.

DNA의 구조는 생물체가 정보를 암호화하기 위해 사용하기 때문에 안정적이어야합니다. 그러나 돌연변이 라 불리는 분자가 변화하기 쉽습니다. 유전 물질의 이러한 변화는 진화 적 변화를위한 기본 물질이다..

RNA에서

DNA 마찬가지로 RNA베이스 T는 U.로 대체되는 것을 제외하고 상기 분자는 단일 밴드의 형태 및 생물학적 기능의 넓은 범위를 충족하여, 뉴클레오티드의 중합체.

세포에는 세 가지 주요 RNA가 있습니다. 메신저 RNA는 DNA와 단백질 형성 사이의 중개자입니다. 그는 DNA의 정보를 복사하여 단백질 번역 기계로 옮기는 업무를 담당합니다. 두 번째 유형 인 리보솜 RNA는이 복합 기계의 구조적 부분을 형성합니다.

세 번째 유형 또는 전달 RNA는 단백질 합성에 적합한 아미노산 잔기를 운반하는 역할을합니다.

세 "전통적인"RNA 또한, 모든 인코딩 된 유전자 DNA 발현 일관되지 않을 수있는 셀과 같은 정도의 유전자 발현의 조절에 관여하는 작은 RNA 일련.

유기체는 자신의 유전자를 조절할 수있는 방법, 즉 유전자의 발현 여부를 결정하는 방법이 필요합니다. 유사하게, 유전 물질은 스페인어로 된 단어 사전으로 만 구성되며, 규제 메커니즘은 문학 작품의 형성을 허용한다.

뉴 클레오 사이드 트리 포스페이트의 구조 블록

질소 염기는 DNA와 RNA처럼 생물학적으로 중요한 뉴 클레오 시드 트리 포스페이트의 일부입니다. 염기 이외에, 그것은 고 에너지 결합으로 연결된 5 탄당과 3 종의 인산염 그룹으로 구성됩니다..

이러한 결합으로 인해 뉴 클레오 사이드 트리 포스페이트는 에너지가 풍부한 분자이며 에너지 방출을 추구하는 대사 경로의 주요 생성물입니다. 가장 많이 사용되는 것은 ATP.

ATP 또는 아데노신 삼인산은 pentose 유형의 설탕의 1 번 위치에있는 탄소 : 리보오스에 연결된 질소 아데닌 염기로 구성됩니다. 이 탄수화물의 5 번 위치에 세 개의 인산염 그룹이 연결되어 있습니다..

일반적으로 ATP는 신속하게 사용 및 재생성 될 수 있으므로 셀의 에너지 통화입니다. 유기체들 사이에서 공통적 인 많은 대사 경로가 ATP를 사용하고 생산합니다.

그것의 "힘"은 인산염 그룹에 의해 형성된 고 에너지 결합에 기초를두고 있습니다. 이 그룹의 부정적인 혐의는 계속되는 반발에있다. ATP에서 가수 분해를 일으키는 다른 원인 들로는 공명과 용매에 의한 안정화를 포함한다..

오토 커 코이 드

대부분의 뉴 클레오 시드는 중요한 생물학적 활성이 없지만, 포유류에서는 아데노신이 현저한 예외이다. 이것은 "지방 호르몬"과 유사한 autacoid와 neuromodulator로서 기능합니다.

이 뉴 클레오 사이드는 혈류에서 자유롭게 순환하며 혈관의 확장, 평활근 수축, 신경 방전, 신경 전달 물질 방출 및 지방 대사에 대한 다양한 효과를 통해 국소 적으로 작용합니다. 그것은 또한 심박수의 조절과 관련이있다..

이 분자는 또한 수면 패턴의 조절에 관여합니다. 아데노신의 농도가 증가하고 피로를 촉진합니다. 이것이 카페인이 우리를 깨우는 데 도움이되는 이유입니다. 그것은 세포 외 아데노신과의 연결 상호 작용을 차단합니다.

규제 요소의 구조 블록

세포에서 흔히 나타나는 상당량의 대사 경로는 ATP, ADP 및 AMP의 수준에 기초한 조절 메커니즘을 가지고있다. Etas 두 개의 마지막 분자는 ATP의 동일한 구조를 가지지 만, 각각 하나 및 두 개의 인산기를 잃어 버렸다..

이전 섹션에서 언급했듯이 ATP는 불안정한 분자입니다. 세포는 필요할 때 ATP 만 생산해야한다. 왜냐하면 세포는 그것을 빨리 사용해야하기 때문이다. ATP는 그 자체로 대사 경로를 조절하는 요소이기도합니다. 왜냐하면 그 존재가 세포에 더 많은 ATP를 만들어서는 안된다는 것을 나타 내기 때문입니다.

대조적으로, 가수 분해 된 유도체 (AMP)는 세포에 ATP가 부족하여 더 많이 생산해야한다고 경고합니다. 따라서, AMP는 해당 과정과 같은 에너지 생산의 대사 경로를 활성화시킨다.

마찬가지로 많은 호르몬 유사 신호 (글리코겐 대사에 관여하는 신호와 같은)는 세포 내에서 cAMP 분자에 의해 매개되는데 (c는 주기적 임) 또는 유사 변형이지만 그 구조에는 구아닌이있다 : cGMP.

코엔자임의 구조 블록

여러 단계의 대사 경로에서 효소는 단독으로 작용할 수 없습니다. 그들은 기능을 수행 할 수있는 추가 분자가 필요합니다. 이들 요소는 보조 효소 또는 보조 기질 (coenzymes) 또는 보조 기질 (co-substrate)이라고 불리며, 보조 효소는 촉매 활성이 없으므로 후자의 경우가 더 적절합니다.

이러한 촉매 반응에서, 전자 또는 원자 그룹을 다른 기판으로 옮길 필요가있다. 이 현상에 관여하는 보조 분자는 조효소.

질소 염기는 상기 보조 인자의 구조적 요소이다. 가장 잘 알려진 것으로는 피리 미딘 뉴클레오타이드 (NAD)+, NADP+), FMN, FAD 및 코엔자임 A. 이들은 대사 작용, 크렙스주기, 광합성 등과 같은 매우 중요한 대사 경로에 참여합니다.

예를 들어, 피리 미딘 뉴클레오타이드는 탈수소 효소 활성을 갖는 효소의 매우 중요한 보효소이며, 수 소화물 이온의 운반을 담당한다.

참고 문헌

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