keluasan
Asas nitrogen adalah sebatian organik heterosiklik aromatik, yang mengandungi atom nitrogen, yang mengambil bahagian dalam pembentukan nukleotida.
Buah kesatuan asas nitrogenus, pentosa (iaitu gula dengan 5 atom karbon) dan kumpulan fosfat, nukleotida adalah unit molekul yang membentuk asid nukleik DNA dan RNA.
Dalam DNA, asas nitrogen adalah: adenine, guanine, cytosine dan timin; dalam RNA, mereka adalah sama, kecuali timina, di tempatnya terdapat asas nitrogenous yang disebut uracil.
Tidak seperti RNA, asas nitrogenous pairing pasangan DNA atau pasangan asas. Kehadiran pasangan ini adalah mungkin kerana DNA mempunyai struktur nukleotida dua stranded.
Ekspresi gen bergantung kepada urutan asas nitrogen yang digabungkan dengan nukleotida DNA.
Apakah asas nitrogenous?
Basal nitrogen adalah molekul organik, yang mengandungi nitrogen, yang mengambil bahagian dalam pembentukan nukleotida .
Setiap terbentuk dari asas nitrogen, satu gula dengan 5 atom karbon (pentosa) dan satu kumpulan fosfat, nukleotida adalah unit molekul yang membentuk asid nukleik DNA dan RNA .
Asid nukleat DNA dan RNA adalah makromolekul biologi, di mana perkembangan dan berfungsi dengan betul sel-sel hidup yang bergantung.
NITROGEN BASES OF ACIDS NUCLEIC
Asas nitrogen yang membentuk asid nukleat DNA dan RNA adalah: adenine, guanine, cytosine, timin dan uracil .
Adenine, guanine dan sitosin adalah biasa kepada kedua-dua asid nukleik, iaitu mereka adalah antara nukleotida DNA dan nukleotida RNA. Thymine adalah eksklusif untuk DNA, manakala uracil adalah eksklusif kepada RNA .
Dengan ringkasan ringkas, maka asas nitrogen yang membentuk asid nukleik (sama ada DNA atau RNA) tergolong dalam 4 jenis yang berbeza.
PENGHASILAN NITROGEN BASES
Ahli kimia dan ahli biologi menganggapnya sesuai untuk memendekkan nama-nama asas nitrogen dengan satu huruf abjad. Dengan cara ini, mereka telah membuat perwakilan dan perihalan asid nukleik pada teks lebih mudah dan lebih cepat.
Adenine bertepatan dengan huruf besar A; guanine dengan huruf kapital G; sitosin dengan huruf kapital C; Timina dengan huruf kapital T; Akhirnya, uracil dengan huruf kapital U.
Kelas dan struktur
Terdapat dua kelas asas nitrogen: kelas asas nitrogen yang berasal dari pyrimidine dan kelas asas nitrogen yang berasal dari purine .
Rajah: struktur kimia generik pyrimidine dan purin.
Asas nitrogen yang berasal dari pirimidin juga dikenali dengan nama-nama alternatif: pyrimidine atau pyrimidine nitrogenous base ; manakala asas nitrogen yang berasal dari purine juga dikenali dengan kata-kata alternatif: purine atau purine nitrogenous bases .
Cytosine, timina dan uracil tergolong dalam kelas asas nitrogenous pyrimidine; Adenine dan guanine, sebaliknya, membentuk kelas asas nitrogenous purine.
Contoh derivatif purin, selain daripada asas nitrogen DNA dan RNA
Antara derivatif purine, terdapat juga sebatian organik yang bukan DNA nitrogen dan DNA RNA. Sebagai contoh, sebatian seperti kafein, xanthine, hypoxanthine, theobromine dan asid urik jatuh ke dalam kategori ini.
APAKAH ADALAH AZOTE DARIPADA VIEWPOINT KIMIA?
Ahli kimia organik menentukan asas nitrogen dan semua derivatif purine dan pyrimidine sebagai sebatian aromatik heterosiklik .
- Senyawa heterosiklik ialah sebatian cincin organik (atau kitaran) yang, dalam cincin yang disebutkan di atas, mempunyai satu atau lebih atom selain daripada karbon. Dalam kes purin dan pirimidin, atom selain karbon adalah atom nitrogen.
- Suatu senyawa aromatik adalah sebatian organik berbentuk cincin yang mempunyai ciri-ciri struktur dan fungsi yang sama seperti benzena.
STRUKTUR
Rajah: struktur kimia benzena.
Struktur kimia dasar nitrogen yang berasal dari pyrimidine terdiri, terutamanya, dalam satu cincin dengan 6 atom, 4 daripadanya adalah karbon dan 2 daripadanya adalah nitrogen.
Malah, asas pyrimidine nitrogenous adalah pyrimidine dengan satu atau lebih substituen (iaitu atom tunggal atau sekumpulan atom) terikat kepada salah satu atom karbon cincin.
Sebaliknya, struktur kimia asas nitrogen yang diperoleh daripada purine terdiri terutamanya dalam cincin berganda dengan 9 atom total, 5 daripadanya adalah karbon dan 4 daripadanya adalah nitrogen. Cincin berlubang yang disebutkan di atas dengan 9 atom total berasal dari perpaduan cincin pyridiminic (cincin pyrimidine) dengan cincin imidazole (cincin imidazole, sebatian heterosiklik organik lain).
Rajah: struktur imidazole.
Seperti yang diketahui, cincin pyrimidine mengandungi 6 atom; manakala cincin imidazole mengandungi 5. Dengan gabungan, kedua-dua cincin berkongsi dua atom karbon masing-masing dan ini menjelaskan mengapa struktur akhir mengandungi, khususnya, 9 atom.
LOKASI ATOM NITROGEN DI PURINE DAN PYRIMIDINE
Untuk mempermudahkan kajian dan perihalan molekul organik, ahli kimia organik memikirkan untuk memberikan nombor pengenalan kepada arang dan kepada semua atom lain dari struktur sokongan. Penomboran selalu bermula dari 1, berdasarkan kriteria penugasan yang sangat spesifik (yang, di sini, adalah lebih baik untuk menghilangkan) dan berfungsi untuk menetapkan posisi setiap atom, dalam molekul.
Untuk pyrimidine, kriteria penugasan berangka menentukan bahawa 2 atom nitrogen menduduki kedudukan 1 dan kedudukan 3, manakala atom karbon 4 berada di kedudukan 2, 4, 5 dan 6.
Bagi purin, sebaliknya, kriteria penugasan berangka menyatakan bahawa 4 atom nitrogen menempati posisi 1, 3, 7 dan 9, manakala atom karbon 5 berada di kedudukan 2, 4, 5, 6 dan 8.
Kedudukan dalam nukleotida
Asas nitrogenus nukleotida sentiasa bergabung dengan karbon dalam kedudukan 1 dari pentosa yang bersamaan, melalui ikatan N-glikosidik kovalen .
Secara khusus,
- Asas nitrogen yang berasal dari bentuk pyrimidine ikatan N-glikosida, melalui nitrogen mereka dalam kedudukan 1 ;
- Walaupun asas-asas nitrogen yang berasal dari bentuk purin membentuk ikatan N-glikosid, melalui nitrogen mereka dalam kedudukan 9 .
Dalam struktur kimia nukleotida, pentose mewakili unsur pusat, di mana kumpulan nitrogenous dan kumpulan fosfat terikat.
Ikatan kimia yang menyatukan kumpulan fosfat ke pentosa adalah jenis phosphodiester dan melibatkan oksigen kumpulan fosfat dan karbon dalam kedudukan 5 pentos.
WHEN AZOTE FORM BUKU NUKLEOSIDE?
Gabungan asas nitrogen dan pentosa membentuk molekul organik yang mengambil nama nukleosida .
Oleh itu, ia adalah penambahan kumpulan fosfat yang mengubah nukleosida menjadi nukleotida.
Selain itu, mengikut takrifan nukleotida tertentu, sebatian organik ini adalah "nukleosida yang mempunyai satu atau lebih kumpulan fosfat yang dikaitkan dengan karbon 5 dari pentose konstituen".
Pertubuhan dalam DNA
DNA, atau asid deoksiribonukleat, adalah molekul biologi yang besar, dibentuk oleh dua helai nukleotida yang sangat panjang (atau filamen polynukleotida ).
Filamen polynukleotida ini mempunyai ciri-ciri tertentu, yang sepatutnya disebut sebutan khas kerana mereka juga sangat berminat dengan asas nitrogen:
- Mereka disatukan.
- Mereka berorientasikan arah yang bertentangan ("filamen antiparallel").
- Mereka membungkus satu sama lain, seolah-olah mereka dua spiral.
- Nukleotida yang membentuknya mempunyai pelupusan sehingga asas nitrogenus berorientasi ke arah paksi tengah setiap lingkaran, manakala kumpulan pentoses dan fosfat membentuk perancah luaran yang terakhir.
Susunan nukleotida tunggal menyebabkan setiap asas nitrogenous dari salah satu daripada dua filamen polynukleotida untuk menyatukan, melalui ikatan hidrogen, ke dasar nitrogen yang terdapat pada filamen lain. Kesatuan ini, oleh itu, mewujudkan gabungan asas, kombinasi yang dipanggil biologi dan genetik memasangkan atau sepasang pangkalan .
Telah dinyatakan di atas bahawa kedua-dua filamen disatukan: ia adalah ikatan antara pelbagai asas nitrogenous dari dua filamen polynucleotide yang menentukan kesatuan mereka.
KONSEP KERUGIAN ANTARA BANGUNAN BERASASKAN
Dengan mengkaji struktur DNA, para penyelidik menyedari bahawa pasangan basa nitrogenous sangat spesifik . Malah, mereka menyedari bahawa adenine hanya menyertai timin, sementara sitosin mengikat hanya kepada guanine.
Berdasarkan penemuan ini, mereka mencipta istilah " saling melengkapi antara asas nitrogenous ", untuk menunjukkan pengikatan yang tidak pasti adenin dengan timin dan sitosin dengan guanine.
Pengenalpastian pasangan yang saling melengkapi antara asas nitrogen adalah kunci untuk menerangkan dimensi fizikal DNA dan kestabilan tertentu yang dinikmati oleh dua filamen polynukleotide.
Sumbangan tegas terhadap penemuan struktur DNA (dari spiral penggulungan dua helai polynucleotide kepada pasangan asas nitrogenous komplementer) telah diberikan oleh ahli biologi Amerika James Watson dan ahli biologi Inggeris Francis Crick, pada tahun 1953.
Dengan perumusan " model heliks ganda ", Watson dan Crick mempunyai gerak hati yang luar biasa, yang mewakili titik perubahan epokal dalam bidang biologi molekul dan genetik.
Malah, penemuan struktur DNA yang tepat memungkinkan kajian dan pemahaman tentang proses biologi yang melihat asid deoksiribonukleat sebagai protagonis: dari bagaimana RNA direplikasi atau dibentuk dengan cara menghasilkan protein.
JUMLAH YANG MENGAKU PAKAIAN LUNG BERBAHAGIAN
Menggabungkan dua asas nitrogen dalam molekul DNA, membentuk pasangan pelengkap, adalah satu siri ikatan kimia, yang dikenali sebagai ikatan hidrogen .
Adenine dan timin berinteraksi antara satu sama lain melalui dua ikatan hidrogen, manakala guanine dan sitosin dengan tiga ikatan hidrogen.
BAGAIMANA MANUSIA PASUKAN AZOTATE MENGANDUNGI MOLEKUS DNA MANUSIA?
Molekul DNA manusia generik mengandungi kira-kira 3.3 bilion pasangan nitrogen asas, iaitu kira-kira 3.3 bilion nukleotida setiap filamen.
Gambar: interaksi kimia antara adenin dan timin dan antara guanine dan sitosin. Pembaca boleh mencatat kedudukan dan bilangan ikatan hidrogen yang memegang asas nitrogenous dua filamen polynukleotida.
Pertubuhan dalam RNA
Tidak seperti DNA, RNA, atau asid ribonukleat, adalah asid nukleik biasanya terdiri daripada satu helai nukleotida.
Oleh itu, asas nitrogen yang membentuknya adalah "tidak dapat ditandingi".
Walau bagaimanapun, perlu ditegaskan bahawa kekurangan untaian asas nitrogenous pelengkap tidak mengecualikan kemungkinan bahawa asas nitrogenous RNA mungkin kelihatan seperti DNA.
Dengan kata lain, asas nitrogenous filamen RNA tunggal boleh dipadankan, mengikut undang-undang pelengkap antara asas nitrogen, sama seperti asas nitrogenous DNA.
Pasangan yang melengkapi antara asas nitrogen dengan dua molekul RNA yang berbeza adalah asas proses penting sintesis protein (atau sintesis protein ).
URACILE MENGUBAH TIMINA
Dalam RNA, uracil menggantikan DNA timin bukan sahaja dalam struktur tetapi juga dalam pasangan yang komplementer: sebenarnya, ia adalah asas nitrogen yang secara khusus mengikat adenin, apabila dua molekul RNA yang berbeza muncul untuk sebab fungsinya.
Peranan biologi
Ungkapan gen bergantung kepada urutan nitrogenous base yang bergabung dengan nukleotida DNA. Gen adalah lebih kurang segmen panjang DNA (iaitu segmen nukleotida), yang mengandungi maklumat penting untuk sintesis protein. Dibuat daripada asid amino, protein adalah makromolekul biologi, yang memainkan peranan penting dalam mengawal selia mekanisme sel organisma.
Urutan nitrogenous bases dari suatu gen tertentu menentukan urutan asid amino protein yang berkaitan.
