Emparellament de bases: funció, tasques, rol i malalties

Un parell de bases consta de dues nucleobases que s’enfronten àcid desoxiribonucleic (ADN) o àcid ribonucleic (RNA), s’uneixen entre si i formen la doble cadena amb l’ajut de hidrogen brϋcken. Aquesta és la informació genòmica d’un organisme i inclou els gens. Llauna d’emparellament de bases incorrecta dirigir a mutacions.

Què és l'aparellament de bases?

Un parell de bases està format per nucleobases. Aquest és un element d’ADN o ARN. Aquestes nucleobases, al seu torn, junt amb àcid fosfòric or fosfat i la desoxirribosa, a sucre, formen el nucleòtid (la base). El àcid fosfòric i la desoxiribosa són les mateixes per a cada nucleòtid; formen la columna vertebral de l’ADN. La base i la desoxiribosa s’anomenen nucleòsid. El fosfat els resultats dels residus en l'ADN estan carregats negativament i també són hidròfils, una interacció amb aigua es produeix. Els nucleòtids només es diferencien per la base. Hi ha fϋnf bases, segons si són components de l’ADN o de l’ARN. El bases són l’adenina (A) i la guanina (G), pertanyen a les purines. La timina (T), la citosina (C) i l’uracil (U) són pirimidines. Les purines són compostos orgànics heterocíclics, mentre que les pirimidines són compostos orgànics heterocíclics aromàtics. A l’ADN, l’aparellament de bases es produeix entre adenina i timina (AT), i guanina i citosina (GC). En l’ARN, en canvi, l’aparellament de bases es produeix entre l’adenina i l’uracil (AU) i entre la guanina i la citosina (GC). Aquest emparellament de bases s’anomena complementari. Els emparellaments són creats per hidrogen brϋcking. Aquesta és la interacció entre hidrogen àtom amb un parell d’electrons lliure d’un altre àtom. En aquest cas, l’àtom d’hidrogen s’uneix covalentment. Es tracta d’un enllaç químic en què hi ha una interacció entre els electrons de valència d’un àtom i el nucli d’un altre àtom. L’aparellament de bases també s’utilitza com a mesura de mida per a l’ADN: 1 pb correspon a un i 1 kb correspon a 1000 parells de bases o nucleòtids.

Funció i tasca

L’aparellament de bases té funcions essencials per a l’estructura de l’ADN. L’ADN es presenta com una doble hèlix. En aquest cas, la disposició espacial de la doble hèlix es coneix com a ADN-B, una hèlix de doble cadena dreta que té una disposició més relaxada en contrast amb la forma A. L’aparellament de bases d’adenina i timina dóna lloc a la formació de dos hidrogen brϋcks. En canvi, l’aparellament de bases de guanina i citosina dóna lloc a la formació de tres hidrògens ponts. A causa de l’aparellament de bases entre una purina i una pirimidina, la distància resultant entre les dues cadenes d’ADN és sempre la mateixa. Això es tradueix en una estructura regular de l’ADN, on el diàmetre de l’hèlix de l’ADN és de 2 nm. Es produeix una rotació completa de 360 ​​° dins de l’hèlix cada 10 parells de bases i fa 3.4 nm de llarg. L’aparellament de bases també té un paper important en la replicació de l’ADN. La replicació de l’ADN es divideix en fase d’inici, fase d’allargament i fase de finalització. Això es produeix durant la divisió cel·lular. L’ADN és desenrotllat per un enzim, l’ADN helicasa. Les cadenes dobles es separen i una ADN polimerasa s’uneix a una cadena única d’ADN i comença a fer una cadena d’ADN complementària a cada cadena. Això crea dues noves cadenes simples d’ADN, que formen una nova hèlix d’ADN nova. L’aparellament de bases complementari garanteix l’estructura de la doble hèlix de DNA recentment sintetitzada. A més, l’aparellament de bases té un paper essencial en la biosíntesi de proteïnes. Això es divideix en transcripció i traducció. Durant la transcripció, la doble hèlix de l'ADN es desenrotlla i les cadenes complementàries estan separades entre si. Això també ho fa l’enzim helicasa. L’ARN polimerasa s’uneix a una sola cadena d’ADN i forma ARN complementari. En l’ARN es fa servir uracil en lloc de timina i, en comparació amb l’ADN, té l’anomenada cua polyA. L’ARN sempre acaba en una cadena d’adenines. L’ARN també continua sent una sola cadena i serveix per sintetitzar una proteïna durant la traducció. El tipus de proteïna depèn de la particularitat general que es va llegir i es va utilitzar com a plantilla per a la biosíntesi de proteïnes.

Malalties i trastorns

Erwin Chargaff va trobar que el nombre de bases l’adenina i la timina, així com la guanina i la citosina són 1: 1. James D. Watson i Francis Harry Compton Crick van trobar finalment que existeix un emparellament de bases complementàries entre adenina i timina, així com guanina i citosina. Això s’anomena aparellament Watson-Crick. No obstant això, es pot produir un parell de bases inusuals a causa de diversos trastorns, com ara el parell invers de Watson-Crick Un altre defecte de l’aparellament de bases és l’emparellament oscil·lant. Es tracta d’aparellaments contraris a l’aparellament de Watson-Crick, com ara GU, GT o AC. Aquests errors es poden produir durant la replicació de l'ADN i, després, s'han d'eliminar mitjançant la reparació de l'ADN. Les mutacions es poden produir com a resultat d'un emparellament defectuós de bases. Aquestes mutacions no han de ser perjudicials. Hi ha les anomenades mutacions silencioses, en què s’intercanvia un parell de bases amb un altre parell, però no produeix alteracions funcionals o estructurals de la proteïna sintetitzada. No obstant això, en el cas de la falç anèmia, una mutació és la raó de la formació del vermell no funcional sang cèl · lules. La mutació afecta directament hemoglobina, que n’és el responsable oxigen transport a la sang. Greu i potencialment mortal trastorns circulatoris anèmia resultat.