Baseparring

Et basepar består av to nukleobaser som befinner seg overfor hverandre i deoksyribonukleinsyre (DNA) eller ribonukleinsyre (RNA), binder seg til hverandre og danner dobbeltstrengen ved hjelp av hydrogenbindinger. Dette er den genomiske informasjonen til en organisme og inneholder genene. En feil Baseparring kan føre til mutasjoner.

Hva er baseparringen?

Et basepar består av nukleobaser. Det er et element av DNA eller RNA. Disse nukleobasene, på sin side, sammen med fosforsyre eller fosfat og deoksyribose, et sukker, danner nukleotidet (basen).

Fosforsyre og deoksyribose er de samme for hvert nukleotid, de danner ryggraden i DNA. Basen og deoksyribosen er kjent som nukleosider. Fosfatresten betyr at DNAet er negativt ladet og i tillegg er hydrofilt; det samvirker med vann.

Nukleotider skiller seg bare i basen. Det skilles mellom fem baser, avhengig av om de er komponenter av DNA eller RNA. Basene er adenin (A) og guanin (G), disse tilhører purinene. Tymin (T), cytosin (C) og uracil (U) er pyrimidiner. Puriner er heterocykliske organiske forbindelser, mens pyrimidiner er heterocykliske, aromatiske, organiske forbindelser.

I DNAet er det baseparring av adenin og tymin (A-T), samt guanin og cytosin (G-C). For RNA, derimot, oppstår en baseparring mellom adenin og uracil (A-U) og mellom guanin og cytosin (G-C). Denne baseparringen kalles komplementær.

Parringene er laget av hydrogenbindinger. Dette er samspillet mellom et hydrogenatom og et ensomt par elektroner på et annet atom. Hydrogenatom er kovalent bundet her. Dette er en kjemisk binding der det er en interaksjon mellom valenselektronene til ett atom og kjernen til et annet atom. Baseparene brukes også som et mål på størrelsen på DNA: 1 bp tilsvarer ett og 1 kb tilsvarer 1000 basepar eller nukleotider.

Funksjon & oppgave

Baseparring har viktige funksjoner for strukturen til DNA. DNA oppstår som en dobbel helix. Det romlige arrangementet av dobbelt helix kalles B-DNA, en høyrehendt dobbeltstrenget helix som i motsetning til A-formen har et mer avslappet arrangement.

Når adenin og tymin er baseparret, dannes to hydrogenbindinger. I kontrast skaper sammenkoblingen av guanin og cytosin tre hydrogenbindinger. På grunn av baseparingen mellom en purin og en pyrimidin, er den resulterende avstanden mellom de to DNA-strengene alltid den samme. DNAet har en regelmessig struktur, og diameteren til DNA-heliksen er 2 nm. En fullstendig rotasjon på 360 ° innenfor helixen skjer hvert 10. basepar og er 3,4 nm lang.

Baseparring spiller også en viktig rolle i DNA-replikasjon. DNA-replikasjonen er delt inn i initieringsfasen, forlengelsesfasen og avslutningsfasen. Dette skjer under celledeling. DNAet avvikles av et enzym kalt DNA-helikase. Dobbeltstrengene skilles fra hverandre og en DNA-polymerase fester seg til en enkelt DNA-streng og begynner å produsere en komplementær DNA-streng på hver enkelt streng.Dette skaper to nye enkeltstrenger med DNA, som danner en ny DNA-dobbel helix.

Strukturen til den nylig syntetiserte DNA-dobbelhelix sikres ved den komplementære baseparringen. I tillegg spiller baseparring en viktig rolle i proteinbiosyntesen. Dette er delt inn i transkripsjon og oversettelse. Under transkripsjonen er DNA-dobbelt helix bundet og de komplementære strengene skilles fra hverandre. Dette gjøres også av enzymhelikasen.

RNA-polymerasen binder seg til en enkelt DNA-streng og danner RNA komplementær til den. Når det gjelder RNA brukes uracil i stedet for tymin, og sammenlignet med DNA har den en såkalt polyA-hale. RNA ender alltid i en streng med adenin. RNA forblir også en enkelt streng og brukes til å syntetisere et protein under translasjon. Type protein avhenger av det spesielle genet som ble lest og brukt som mal for proteinsyntese.

Du finner medisinene dine her

Sykdommer og plager

Erwin Chargaff fant at antall baser adenin og timin samt guanin og cytosin er 1: 1. James D. Watson og Francis Harry Compton Crick fant endelig ut at det er komplementær baseparring av adenin og tymin samt guanin og cytosin. Dette er kjent som Watson-Crick-sammenkoblingen.

Imidlertid kan forskjellige lidelser forårsake uvanlig baseparring, for eksempel omvendt Watson-Crick-parring. En annen feilaktig form for baseparring er wobble-parring. Dette er sammenkoblinger i strid med Watson-Crick-sammenkoblingen som G-U, G-T eller A-C. Disse feilene kan oppstå under DNA-replikasjon og må deretter fjernes ved DNA-reparasjon.

Feil baseparring kan føre til mutasjoner. Disse mutasjonene trenger ikke være skadelige. Det er såkalte stille muasjoner, der et basepar par byttes mot et annet par, men dette resulterer ikke i noen funksjonelle eller strukturelle forstyrrelser for det syntetiserte proteinet. Når det gjelder sigdcelleanemi, er imidlertid en mutasjon årsaken til dannelse av ikke-fungerende røde blodlegemer. Mutasjonen påvirker direkte hemoglobin, som er ansvarlig for å transportere oksygen i blodet. Alvorlige og livstruende sirkulasjonsforstyrrelser og anemi oppstår.