Основната двойка се състои от две нуклеобази, които се изправят една срещу друга Дезоксирибонуклеинова киселина (ДНК) или рибонуклеинова киселина (РНК), свързват се един с друг и образуват двойната верига с помощта на водород brϋcken. Това е геномната информация на организма и включва гените. Неправилно сдвояване на основата може олово до мутации.
Какво е базово сдвояване?
Основна двойка се състои от нуклеобази. Това е елемент на ДНК или РНК. Тези нуклеобази, от своя страна, заедно с фосфорна киселина or фосфат и дезоксирибоза, a захар, образуват нуклеотида (основата). The фосфорна киселина и дезоксирибозата са еднакви за всеки нуклеотид; те формират гръбнака на ДНК. Основата и дезоксирибозата се наричат нуклеозид. The фосфат остатъците в резултат на ДНК са отрицателно заредени и също хидрофилни, взаимодействие с вода настъпва. Нуклеотидите се различават само в основата. Има fϋnf бази, в зависимост от това дали са компоненти на ДНК или РНК. The бази са аденин (А) и гуанин (G), те принадлежат към пурините. Тимин (Т), цитозин (С) и урацил (U) са пиримидини. Пурините са хетероциклични органични съединения, докато пиримидините са хетероциклични ароматни органични съединения. В ДНК сдвояването на основите се случва между аденин и тимин (AT) и гуанин и цитозин (GC). В РНК, от друга страна, сдвояването на основите се случва между аденин и урацил (AU) и между гуанин и цитозин (GC). Това базово сдвояване се нарича допълващо. Сдвояванията се създават от водород бърз. Това е взаимодействието между a водород атом със свободна електронна двойка на друг атом. В този случай водородният атом е ковалентно свързан. Това е химическа връзка, при която има взаимодействие между валентните електрони от един атом и ядрото на друг атом. Основното сдвояване също се използва като мярка за размера на ДНК: 1bp съответства на един и 1kb съответства на 1000 базови двойки или нуклеотиди.
Функция и задача
Основното сдвояване има съществени функции за структурата на ДНК. ДНК възниква като двойна спирала. В този случай пространственото разположение на двойната спирала се нарича B-DNA, дясна двуверижна спирала, която има по-спокойно разположение за разлика от A-формата. Основното сдвояване на аденин и тимин води до образуването на две водородни части. За разлика от това, сдвояването на основата на гуанин и цитозин води до образуването на три водорода мостове. Поради сдвояването на основата между пурин и пиримидин, полученото разстояние между двете вериги на ДНК винаги е еднакво. Това води до правилна структура на ДНК, където диаметърът на спиралата на ДНК е 2nm. Пълно въртене на 360 ° в спиралата се случва на всеки 10 базови двойки и е дълго 3.4 nm. Сдвояването на основите също играе важна роля в репликацията на ДНК. Репликацията на ДНК се разделя на фаза на иницииране, фаза на удължаване и фаза на терминиране. Това се случва по време на клетъчното делене. ДНК се размотава от ензим, ДНК хеликаза. Двойните нишки се разделят и ДНК полимераза се прикрепя към ДНК единична верига и започва да създава комплементарна ДНК верига на всяка отделна верига. Това създава две нови ДНК единични вериги, които образуват нова ДНК двойна спирала. Допълнителното сдвояване на основата осигурява структурата на новосинтезираната двойна спирала на ДНК. В допълнение, сдвояването на основи играе съществена роля в биосинтеза на протеини. Това се разделя на транскрипция и превод. По време на транскрипцията двойната спирала на ДНК се размотава и комплементарните нишки се отделят една от друга. Това се прави и от ензима хеликаза. РНК полимеразата се свързва с единична верига на ДНК и образува комплементарна РНК. В РНК вместо тимин се използва урацил и в сравнение с ДНК той има така наречената полиА опашка. РНК винаги завършва в низ от аденини. РНК също остава единична верига и служи за синтезиране на протеин по време на транслация. Видът на протеина зависи от конкретния ген което беше прочетено и използвано като шаблон за биосинтеза на протеини.
Болести и разстройства
Erwin Chargaff установи, че броят на бази аденинът и тиминът, както и гуанинът и цитозинът са 1: 1. Джеймс Д. Уотсън и Франсис Хари Комптън Крик в крайна сметка установяват, че има допълнителни базови двойки на аденин и тимин, както и на гуанин и цитозин. Това се нарича сдвояване на Уотсън-Крик. Въпреки това, необичайно сдвояване на основата може да възникне поради различни нарушения, като обратно сдвояване на Watson-Crick. Друга неизправност от базовото сдвояване е колебанието. Това са сдвоявания, противоречащи на сдвояването на Уотсън-Крик, като GU, GT или AC. Тези грешки могат да възникнат по време на репликация на ДНК и след това трябва да бъдат отстранени чрез възстановяване на ДНК. Мутациите могат да възникнат в резултат на неправилно сдвояване на основата. Тези мутации не трябва да бъдат вредни. Съществуват така наречените тихи мутации, при които базова двойка се обменя с друга двойка, но това не води до никакви функционални или структурни смущения за синтезирания протеин. В случай на сърповидна клетка анемия, мутация е причината за образуването на нефункционално червено кръв клетки. Мутацията влияе пряко хемоглобин, за която отговаря кислород транспорт в кръв. Тежка и животозастрашаваща нарушения на кръвообращението намлява анемия резултат.
