Contenuto

• Caratteristiche delle purine
• Caratteristiche delle pirimidine
• Funzioni
• Accoppiamento di base
• Utilizzo in laboratorio

DNA e RNA sono componenti essenziali per le cellule viventi, ed entrambi sono costituiti da basi azotate note come "purine" e "pirimidine". Queste basi sono anche essenziali per l'immagazzinamento momentaneo dell'energia cellulare e, senza di esse, molte non è stato possibile eseguire processi cellulari.

Caratteristiche delle purine

Le molecole note come purine derivano da composti eterociclici che, in pratica, non si trovano mai in natura. La guanina, mostrata nell'immagine sotto, è una molecola purinica modificata da un gruppo amminico e un chetone ossigenato. Le purine standard utilizzate nei legami ad alta energia e nella sintesi di DNA / RNA sono la guanina e l'adenina.

Caratteristiche delle pirimidine

Le pirimidine sono molecole derivate dalla pirimidina. Come la purina, è una molecola eterociclica non presente in natura. La citosina, mostrata nell'immagine sotto, è simile alla guanina; è inoltre modificato con un gruppo amminico e un chetone ossigenato.

Funzioni

Tra le funzioni cellulari svolte da purine e pirimidine, due meritano di essere evidenziate. In primo luogo, le purine adenina e guanina e le pirimidine citosina, timina e uracile vengono utilizzate per la produzione di DNA e RNA. Queste basi azotate sono sintetizzate e legate a un gruppo di fosfato e uno zucchero (desossiribosio); questi nucleotidi monofosfati sono incorporati in filamenti in crescita di nuovi DNA o RNA durante la replicazione o la trascrizione. La seconda funzione delle pirimidine e delle purine è l'accumulo temporaneo di energia. La forma più comune di energia nelle cellule è l'adenosina trifosfato o ATP. Il rilascio del terzo fosfato forma l'adenosina difosfato, o ADP, una reazione estremamente favorevole e può portare a reazioni che richiedono energia per entrare. La guanina trifosfato e la guanina difosfato sono utilizzate da alcuni enzimi e recettori come "pulsanti di accensione / spegnimento", mentre la citosina trifosfato e l'uridina trifosfato sono utilizzate nella produzione di biomolecole.

Accoppiamento di base

Le purine e le pirimidine utilizzate dalle cellule per la sintesi dei nucleotidi (adenina, citosina, guanina, timina e uracile) hanno diversi atomi che si legano con l'idrogeno, come azoto, ossigeno e idrogeno. Queste molecole sono progettate in modo che la citosina e la guanina formino legami di tre legami idrogeno, mentre l'adenina e la timina nel DNA o l'uracile nell'RNA formano legami di due legami. Durante la replicazione del DNA, le polimerasi formano coppie A-T e C-G con bassi tassi di errore a causa dell'efficienza dei loro legami idrogeno. L'accoppiamento delle basi errato viene rilevato rapidamente in base all'instabilità intrinseca delle coppie errate.

Utilizzo in laboratorio

I nucleotidi trifosfato sono ingredienti comuni in diverse procedure di laboratorio standard. Una reazione a catena della polimerasi (PCR) richiede l'ingresso di una miscela di NTP per l'amplificazione del DNA. ATP può essere aggiunto alla miscela per generare una reazione sfavorevole desiderata.