جفت شدن پایه: عملکرد ، وظایف ، نقش و بیماری ها

یک جفت پایه از دو هسته هسته ای تشکیل شده است که در داخل یکدیگر قرار دارند اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA) یا اسید ریبونوکلئیک (RNA) ، به هم متصل شده و رشته دوتایی را با کمک ایجاد می کنند هیدروژن brϋcken. این اطلاعات ژنومی یک ارگانیسم است و شامل ژن ها است. جفت شدن پایه نادرست است رهبری به جهش

جفت سازی پایه چیست؟

یک جفت باز از هسته های هسته ای تشکیل شده است. این عنصری از DNA یا RNA است. این هسته های هسته ای ، به نوبه خود ، همراه با اسید فسفریک or فسفات و deoxyribose ، a قند، نوکلئوتید (باز) را تشکیل می دهند. اسید فسفریک و deoxyribose برای هر نوکلئوتید یکسان است. آنها ستون فقرات DNA را تشکیل می دهند. پایه و دی اکسیریبوز نوکلئوزید نامیده می شود. فسفات نتایج fϋ باقیمانده در DNA با بار منفی و همچنین آب دوست ، تعامل با آب رخ می دهد نوکلئوتیدها فقط در پایه تفاوت دارند. fϋnf وجود دارد پایگاه، به اجزای DNA یا RNA بستگی دارد. پایگاه آدنین (A) و گوانین (G) هستند ، این متعلق به پورین ها است. تیمین (T) ، سیتوزین (C) و اوراسیل (U) پیریمیدین ها هستند. پورین ها ترکیبات آلی هتروسیکل هستند ، در حالی که پیریمیدین ها ترکیبات آلی معطر هتروسیکل هستند. در DNA ، جفت سازی پایه بین آدنین و تیمین (AT) ، و گوانین و سیتوزین (GC) رخ می دهد. از طرف دیگر ، در RNA ، جفت سازی پایه بین آدنین و اوراسیل (AU) و بین گوانین و سیتوزین (GC) رخ می دهد. به این جفت شدن پایه مکمل گفته می شود. جفت سازی ها توسط هیدروژن مسخره کردن این تعامل بین a است هیدروژن اتم با یک جفت الکترون آزاد از یک اتم دیگر. اتم هیدروژن در این حالت کووالانسی پیوند می خورد. این یک پیوند شیمیایی است که در آن بین الکترونهای ظرفیت از یک اتم و هسته اتم دیگر تعامل وجود دارد. از جفت شدن پایه نیز به عنوان اندازه ای برای DNA استفاده می شود: 1bp مربوط به یک و 1kb مربوط به 1000 جفت باز یا نوکلئوتید است.

کارکرد و وظیفه

جفت سازی پایه عملکردهای اساسی ساختار DNA را دارد. DNA به صورت مارپیچ مضاعف رخ می دهد. در این حالت ، از آرایش فضایی مارپیچ مضاعف به عنوان B-DNA یاد می شود ، یک مارپیچ دو رشته ای راست دست که از آرایش آرام تری برخلاف فرم A برخوردار است. جفت شدن پایه آدنین و تیمین منجر به تشکیل دو ماده هیدروژنی می شود. در مقابل ، جفت باز گوانین و سیتوزین منجر به تشکیل سه هیدروژن می شود پل. به دلیل جفت شدن پایه بین پورین و پیریمیدین ، ​​فاصله حاصل از دو رشته DNA همیشه یکسان است. این منجر به ساختاری منظم از DNA می شود ، جایی که قطر مارپیچ DNA 2 نانومتر است. چرخش کامل 360 درجه در مارپیچ هر 10 جفت پایه اتفاق می افتد و طول آن 3.4 نانومتر است. جفت سازی پایه نیز در تکثیر DNA نقش مهمی دارد. همانند سازی DNA به مرحله شروع ، مرحله طولانی شدن و مرحله خاتمه تقسیم می شود. این در طول تقسیم سلول رخ می دهد. DNA توسط یک آنزیم ، DNA هلیکاز از بین می رود. رشته های دوتایی از هم جدا شده و یک DNA پلیمراز به یک رشته DNA متصل می شود و شروع به ساخت یک رشته DNA مکمل بر روی هر رشته منفرد می کند. این امر باعث ایجاد دو رشته تک DNA جدید می شود که مارپیچ دوتایی DNA جدیدی را تشکیل می دهند. جفت شدن پایه مکمل ، ساختار مارپیچ دوتایی DNA تازه سنتز شده را تضمین می کند. علاوه بر این ، جفت سازی پایه در بیوسنتز پروتئین نقش اساسی دارد. این به رونویسی و ترجمه تقسیم می شود. در حین رونویسی ، مارپیچ دوتایی DNA باز نمی شود و رشته های مکمل از یکدیگر جدا می شوند. این کار نیز توسط آنزیم هلیکاز انجام می شود. RNA پلی مراز به یک رشته DNA متصل می شود و RNA مکمل را تشکیل می دهد. در RNA از اوراسیل به جای تیمین استفاده می شود و در مقایسه با DNA دارای اصطلاحاً دم polyA است. RNA همیشه به رشته ای از آدنین ها ختم می شود. RNA نیز به عنوان یک رشته واحد باقی مانده و برای سنتز پروتئین در حین ترجمه عمل می کند. نوع پروتئین به خاصیت آن بستگی دارد ژن که به عنوان الگویی برای بیوسنتز پروتئین خوانده شد و مورد استفاده قرار گرفت.

بیماری ها و اختلالات

اروین چارگاف دریافت که تعداد پایگاه آدنین و تیمین و همچنین گوانین و سیتوزین 1: 1 است. جیمز دی واتسون و فرانسیس هری کامپتون کریک سرانجام دریافتند که یک جفت پایه مکمل آدنین و تیمین و همچنین گوانین و سیتوزین وجود دارد. به این جفت شدن واتسون-کریک گفته می شود. با این حال ، جفت شدن پایه غیرمعمول می تواند به دلیل اختلالات مختلف ، مانند جفت شدن معکوس واتسون-کریک رخ دهد. نقص دیگر در جفت شدن پایه ، جفت شدن تلو تلو خوردن است. اینها جفتهایی خلاف جفت سازی Watson-Crick هستند ، مانند GU ، GT یا AC. این خطاها می توانند در هنگام تکثیر DNA رخ دهند و سپس باید با ترمیم DNA برطرف شوند. جهش ها می توانند در نتیجه جفت شدن پایه معیوب رخ دهند. این جهش ها ضرری ندارند. جهش هایی به اصطلاح خاموش وجود دارد که در آن یک جفت باز با یک جفت دیگر مبادله می شود ، اما هیچ اختلالات عملکردی یا ساختاری برای پروتئین سنتز شده ایجاد نمی کند. با این حال ، در مورد سلول داسی شکل کم خونی، جهش دلیل ایجاد رنگ قرمز غیرفعال است خون سلول ها. جهش مستقیماً تأثیر می گذارد هموگلوبین، که مسئول آن است اکسیژن حمل و نقل در خون. شدید و تهدید کننده زندگی اختلالات گردش خون و کم خونی نتيجه