Baseparring

Et basepar består af to nukleobaser, der er modsat hinanden i deoxyribonukleinsyre (DNA) eller ribonukleinsyre (RNA), binder til hinanden og danner dobbeltstrengen ved hjælp af hydrogenbindinger. Dette er den genomiske information om en organisme og indeholder generne. En defekt en Baseparring kan føre til mutationer.

Hvad er baseparringen?

Et basepar består af nukleobaser. Det er et element af DNA eller RNA. Disse nukleobaser danner igen sammen med fosforsyre eller phosphat og deoxyribose, et sukker, nukleotidet (basen).

Fosforsyre og deoxyribose er de samme for hvert nukleotid; de udgør rygraden i DNA. Basen og deoxyribosen er kendt som nukleosider. Fosfatresten betyder, at DNA'et er negativt ladet og også hydrofilt, og der er en interaktion med vand.

Nukleotider er kun forskellige i basen. Der sondres mellem fem baser, afhængigt af om de er bestanddele af DNA eller RNA. Baserne er adenin (A) og guanin (G), disse hører til purinerne. Thymin (T), cytosin (C) og uracil (U) er pyrimidiner. Puriner er heterocykliske organiske forbindelser, medens pyrimidiner er heterocykliske, aromatiske, organiske forbindelser.

I DNA'et er der baseparring af adenin og thymin (A-T) såvel som guanin og cytosin (G-C). I tilfælde af RNA forekommer derimod en baseparring mellem adenin og uracil (A-U) og mellem guanin og cytosin (G-C). Denne baseparring kaldes komplementær.

Parringerne er skabt af brintbindinger. Dette er samspillet mellem et hydrogenatom og et ensomt par elektroner på et andet atom. Hydrogenatom er kovalent bundet her. Dette er en kemisk binding, hvor der er en vekselvirkning mellem valenselektronerne i et atom og kernen i et andet atom. Baseparrene bruges også som et mål for størrelsen af ​​DNA: 1 bp svarer til et og 1 kb svarer til 1000 basepar eller nukleotider.

Funktion & opgave

Baseparring har væsentlige funktioner til DNA-strukturen. DNA'et forekommer som en dobbelt helix. Det rumlige arrangement af dobbelt helix kaldes B-DNA, en højrehåndet dobbeltstrenget helix, der i modsætning til A-formen har et mere afslappet arrangement.

Når adenin og thymin baseparres, dannes der to hydrogenbindinger. I modsætning hertil skaber parringen af ​​guanin og cytosin tre hydrogenbindinger. På grund af baseparringen mellem en purin og en pyrimidin, er den resulterende afstand mellem de to DNA-strenge altid den samme. DNA'et har en regelmæssig struktur, hvor diameteren af ​​DNA-helixen er 2 nm. En komplet rotation på 360 ° inden i helixen forekommer hvert 10. basepar og er 3,4 nm lang.

Baseparring spiller også en vigtig rolle i DNA-replikation. DNA-replikationen er delt i initieringsfasen, forlængelsesfasen og afslutningsfasen. Dette sker under celledeling. DNA'et afvikles af et enzym kaldet DNA-helikase. Dobbeltstrengene er adskilt fra hinanden, og en DNA-polymerase binder sig til en enkelt DNA-streng og begynder at producere en komplementær DNA-streng på hver enkelt streng.Dette skaber to nye enkeltstrenge af DNA, der danner en ny DNA-dobbelt helix.

Strukturen af ​​den nyligt syntetiserede DNA-dobbelt helix sikres ved den komplementære baseparring. Derudover spiller baseparring en væsentlig rolle i proteinbiosyntesen. Dette er opdelt i transkription og oversættelse. Under transkription er DNA-dobbelthelix bundet, og de komplementære strenge adskilles fra hinanden. Dette gøres også med enzymhelikasen.

RNA-polymerasen binder til en enkelt streng DNA og danner RNA komplementær til den. I tilfælde af RNA bruges uracil i stedet for thymin, og sammenlignet med DNA har den en såkaldt polyA-hale. RNA ender altid i en streng adenin. RNA'en forbliver også en enkelt streng og bruges til at syntetisere et protein under translation. Proteintypen afhænger af det respektive gen, der blev læst og anvendt som en skabelon til proteinsyntese.

Du kan finde din medicin her

Sygdomme og lidelser

Erwin Chargaff fandt, at antallet af baser adenin og thymin samt guanin og cytosin er 1: 1. James D. Watson og Francis Harry Compton Crick fandt endelig ud af, at der er komplementær baseparring af adenin og thymin samt guanin og cytosin. Dette er kendt som Watson-Crick-parring.

Imidlertid kan forskellige lidelser forårsage usædvanlig baseparring, såsom omvendt Watson-Crick-parring. En anden fejlagtig form for baseparring er wobble-parring. Dette er parringer i modsætning til Watson-Crick-parringen, såsom G-U, G-T eller A-C. Disse fejl kan forekomme under DNA-replikation og skal derefter fjernes ved DNA-reparation.

Forkert baseparring kan føre til mutationer. Disse mutationer behøver ikke at være skadelige. Der er såkaldte lydløse muationer, hvor et basepar par byttes til et andet par, men dette resulterer ikke i nogen funktionelle eller strukturelle forstyrrelser for det syntetiserede protein. I tilfælde af seglcelleanæmi er en mutation imidlertid årsagen til dannelsen af ​​ikke-funktionelle røde blodlegemer. Mutationen påvirker direkte hæmoglobin, der er ansvarlig for transport af ilt i blodet. Alvorlige og livstruende cirkulationsforstyrrelser og anæmi forekommer.