Kodolbāzes ir celtniecības bloki, no kuriem veidojas garās DNS un RNS molekulu ķēdes fosforilētā nukleotīda formā.
DNS, kas veido dubultās šķipsnas, kas līdzīgas virvēm, 4 kodolās bāzes veido cietus pārus ar atbilstošo komplementāro bāzi, izmantojot ūdeņraža tiltus. Nukleobāzes sastāv no bicikliska purīna vai monocikliska pirimidīna skeleta.
Kas ir nukleobāzes?
Četras nukleobāzes adenīns, guanīns, citozīns un timīns kā garu DNS dubultās spirāles molekulu ķēžu veidojošie bloki veido nemainīgus adenīna-timīna (A-T) un guanīna-citozīna (G-C) pārus.
Abas bāzes adenīns un guanīns sastāv no modificēta bicikliska purīna bāzes struktūras gredzena sešiem un pieciem gredzeniem, un tāpēc tos sauc arī par purīna bāzēm. Pārējo divu nukleozo bāzu, citozīna un timīna, pamatstruktūra sastāv no heterocikliska aromātiska sešu locekļu gredzena, kas atbilst modificētam pirimidīna skeletam, tāpēc tos sauc arī par pirimidīna bāzēm. Tā kā RNS lielākoties ir sastopams kā atsevišķs virziens, sākotnēji tur nav bāzes pāru. Tas notiek tikai replikācijas laikā, izmantojot mRNS (Messenger RNS).
RNS virknes kopija sastāv no komplementārām nukleobāzēm, kas ir analogas DNS otrajai virknei. Vienīgā atšķirība ir tā, ka uracils tiek aizstāts ar timīnu RNS. DNS un RNS ķēdes molekulas tīrā veidā neveido nukleobāzes, bet DNS gadījumā tās apvienojas ar 5-cukura dezoksiribozi, veidojot atbilstošo nukleozīdu. RNS gadījumā cukura grupa sastāv no ribozes. Turklāt nukleozīdi tiek fosforilēti tā sauktajos nukleotīdos ar fosfāta atlikumu.
Purīna bāzes hipoksantīns un ksantīns, kas atrodami arī DNS un RNS, atbilst modificētam timīnam. No adenīna veidojas hipoksantīns, aizstājot aminogrupu (-NH3) ar hidroksilgrupu (-OH), un no guanīna veidojas ksantīns. Abas nukleobāzes neveicina ģenētiskās informācijas pārnešanu.
Funkcija, efekts un uzdevumi
Viena no svarīgākajām nukleāro bāzu funkcijām, kas veido DNS divkāršās šķipsnas, ir klātbūtnes parādīšana paredzētajā stāvoklī.
Nukleobazu secība atbilst ģenētiskajam kodam un nosaka aminoskābju veidu un secību, no kurām sastāv olbaltumvielas. Tas nozīmē, ka nukleobazu kā DNS daļas vissvarīgākā funkcija sastāv no pasīvas, statiskas lomas, t.i., tie aktīvi neiejaucas metabolismā un lasīšanas procesā to bioķīmisko struktūru nemaina ziņnešu RNS (mRNS). Tas daļēji izskaidro DNS ilgmūžību.
Mitohondriju DNS (mtDNS) eliminācijas pusperiods, kura laikā sadalās puse no sākotnēji pastāvošajām saitēm starp nukleobāzēm, ir ļoti atkarīgs no vides apstākļiem un svārstās no aptuveni 520 gadiem vidējos apstākļos ar pozitīvu temperatūru un līdz 150 000 gadiem mūžīgā sasaluma apstākļos. .
Kā daļa no RNS, nukleobāzes spēlē nedaudz aktīvāku lomu. Principā, šūnām sadaloties, DNS dubultās šķipsnas tiek sadalītas un atdalītas viena no otras, lai varētu veidot komplementāru virkni - mRNS, kas, tā sakot, veido ģenētiskā materiāla darba kopiju un kalpo par pamatu aminoskābju atlasei un secībai, no kurām paredzētie proteīni ir samontēti. Cita nukleīna bāze, dihidrouracils, ir atrodama tikai tā saucamajā transporta RNS (tRNS), kuru izmanto aminoskābju transportēšanai olbaltumvielu sintēzes laikā.
Daži nukleobāzes pilda pavisam citu funkciju kā daļa no fermentiem, kas aktīvi katalītiski ļauj un kontrolē noteiktus bioķīmiskos procesus. Adenīns pilda savu zināmāko uzdevumu kā nukleotīds šūnu enerģijas bilancē. Adenīnam ir svarīga elektronu donora loma kā adenozīndifosfātam (ADP) un adenozīna trifosfātam (ATP), kā arī nikotinamīda adenīna dinukleotīda (NAD) sastāvdaļai.
Izglītība, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības
Nefosforilētā veidā nukleobāzes sastāv tikai no oglekļa, ūdeņraža un skābekļa - vielām, kuras ir visuresošas un brīvi pieejamas. Tāpēc ķermenis pats spēj sintezēt nukleobāzes, bet process ir sarežģīts un prasa daudz enerģijas.
Tāpēc priekšroka tiek dota nukleīnskābju reģenerācijai, izmantojot pārstrādi, piem. B. Sadaloties olbaltumvielām, kas satur noteiktus savienojumus, kurus var izolēt un pārveidot nukleīnskābēs ar nelielu enerģijas patēriņu vai pat ar enerģijas ieguvumu. Nukleīnskābes organismā parasti nenotiek tīrā veidā, bet galvenokārt kā nukleozīdi vai dezoksinukleozīdi ar pievienotu ribozes vai dezoksiribozes molekulu. Nukleīnskābes vai to nukleozīdi kā DNS un RNS komponents un kā noteiktu enzīmu sastāvdaļa tiek atgriezeniski fosforilēti ar vienu līdz trim fosfātu grupām (PO4-).
References vērtība optimālai nukleobāzu piegādei nepastāv. Nukleobāzu deficītu vai pārpalikumu var noteikt netieši tikai ar noteiktu metabolisma traucējumu palīdzību.
Slimības un traucējumi
Briesmas, traucējumi un riski, kas saistīti ar nukleobāzēm, ir DNS vai RNS virkņu skaita un secības kļūdas, kas izraisa izmaiņas olbaltumvielu sintēzes kodējumā.
Ja ķermenis nevar novērst defektu, izmantojot savus labošanas mehānismus, nonāk bioloģiski neaktīvo vai izmantojamo olbaltumvielu sintēzē, kas savukārt var izraisīt vieglus vai nopietnus vielmaiņas traucējumus. Tas var piem. B. ir gēnu mutācijas, kas jau no paša sākuma var izraisīt simptomātiskas slimības, izmantojot vielmaiņas traucējumus, kas var būt neārstējami. Bet pat veselīgā genomā DNS un RNS ķēžu replicēšanas laikā var rasties kopēšanas kļūdas, kas ietekmē metabolismu.
Zināmi metabolisma traucējumi purīnu līdzsvarā ir z. B. atpakaļ pie ģenētiska defekta uz x hromosomu. Ģenētiskā defekta dēļ purīna bāzes hipoksantīnu un guanīnu nevar pārstrādāt, kas galu galā veicina urīna akmeņu un podagras veidošanos locītavās.
