Basi di azoto cosa sono, classificazione, funzioni

Quali sono le basi di azoto?

IL basi di azoto Sono composti organici eterociclici, ricchi di azoto. Fanno parte dei blocchi strutturali di acidi nucleici e altre molecole di interesse biologico, come nucleosidi, dyucleotidi e messaggeri intracellulari. In altre parole, le basi azotate fanno parte delle unità che formano acidi nucleici (RNA e DNA) e le altre molecole menzionate.

Esistono due gruppi principali di basi di azoto: basi puriche o purine e basi di pirimidina o pirimidina. L'adenina e la guanina appartengono al primo gruppo, mentre Timina, citosina e uracile sono basi di pirimidina. Generalmente queste basi sono indicate dalla loro prima lettera: a, g, t, c e u u.

Basi di azoto diverse nel DNA e nell'RNA.
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I blocchi di DNA sono A, G, T e C. In questo ordine di base, tutte le informazioni necessarie per la costruzione e lo sviluppo di un organismo vivente sono codificate. Nell'RNA, i componenti sono gli stessi, solo che la T è sostituita da U.

Struttura e classificazione

Le basi di azoto sono molecole piatte, del tipo aromatico ed eterociclico che sono generalmente derivate da purine o pirimidine.

Anello di pirimidina

Struttura chimica della pirimidina.

L'anello di pirimidina sono anelli aromatici eterociclici con sei membri e con due atomi di azoto. Gli atomi sono numerati seguendo il significato degli aghi dell'orologio.

Anello di purin

Struttura chimica della purina.

L'anello di purin è costituito da un sistema a due frutti: uno è strutturalmente simile all'anello della pirimidina e un altro simile all'anello imidazolo. Questi nove atomi vengono uniti in un unico anello.

L'anello delle pirimidine è un sistema piatto, mentre le purine si discostano un po 'da questo modello. Tra l'anello imidazol e l'anello di pirimidina è stata segnalata una leggera piega o ruga.

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Proprietà delle basi di azoto

Aromaticità

In chimica organica, a anello aromatico È definito come una molecola i cui elettroni di doppi legami hanno una libera circolazione all'interno della struttura ciclica. La mobilità degli elettroni all'interno dell'anello dà stabilità alla molecola, se la confrontiamo con la stessa molecola, ma con gli elettroni fissi nei doppi legami.

La natura aromatica di questo sistema Rings dà loro la capacità di sperimentare un fenomeno chiamato ceto-enol tautomeía.

Assorbimento della luce UV

Un'altra proprietà di purine e pirimidine è la loro capacità di assorbire fortemente la luce ultravioletta (luce UV). Questo modello di assorbimento è una conseguenza diretta dell'aromaticità dei suoi anelli eterociclici.

Lo spettro di assorbimento ha un massimo vicino a 260 nm. I ricercatori usano questo modello per quantificare la quantità di DNA nei loro campioni.

Solubilità dell'acqua

Grazie al forte carattere aromatico delle basi azotate, queste molecole sono praticamente insolubili in acqua.

Come si accoppiano le basi azotate?

Su un ponte idrogeno, due atomi elettronegativi condividono un protone tra le basi. Per la formazione di un ponte idrogeno, è necessaria la partecipazione di un atomo di idrogeno con un leggero carico positivo e un accettore con un piccolo carico negativo.

Il ponte si forma tra una H e un O. Questi collegamenti sono deboli e devono essere, poiché il DNA deve essere facilmente aperto per replicare.

Regola di Chargoff

Le coppie di basi formano i ponti idrogeno seguendo il seguente modello di accoppiamento purine-pyimidina noto come regola Chargoff: la Guanina alza lo sguardo con citosina e adenina con Timina.

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La coppia GC forma tre cano di idrogeno tra loro, mentre l'athe at è collegato solo da due ponti. Pertanto, possiamo prevedere che un DNA con contenuto GC più elevato sarà più stabile.

Ciascuna delle catene (o i corrimano nella nostra analogia), esegui in direzioni opposte: una 5 '→ 3' e le altre 3 '→ 5'.

Funzioni delle basi di azoto

Blocchi strutturali di acidi nucleici

Gli esseri organici hanno un tipo di biomolecole chiamate acidi nucleici. Questi sono polimeri di una dimensione considerevole formata da monomeri ripetuti: nucleotidi, uniti per mezzo di un collegamento speciale, chiamato legame fosfodié. Sono classificati in due tipi di base, DNA e RNA.

Ogni nucleotide è formato da un gruppo fosfato, uno zucchero (del tipo di desossiribosio nel DNA e nel ribosio nell'RNA) e una delle cinque basi azotate: a, t, g, c e u. Quando il gruppo fosfato non è presente, la molecola si chiama nucleoside.

Nel DNA

Il DNA è il materiale genetico degli esseri viventi (ad eccezione di alcuni virus che usano principalmente ARN). Usando il codice delle 4 basi, il DNA ha la sequenza per tutte le proteine ​​che esistono negli organismi, oltre agli elementi che regolano l'espressione dello stesso.

In RNA

Come il DNA, l'RNA è un polimero nucleotidico, con l'eccezione che la base T è sostituita da U. Questa molecola è sotto forma di una banda semplice e incontra una vasta gamma di funzioni biologiche.

Blocchi strutturali di nucleosidi triposfati

Le basi azotate fanno parte dei nucleosidi del trifosfato, una molecola che, come il DNA e l'RNA, è di interesse biologico. Oltre alla base, è costituito da un pentosio e tre gruppi fosfato tra loro attraverso collegamenti ad alta energia.

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Aacoide

Sebbene la maggior parte dei nucleosidi abbia una significativa attività biologica, l'adenosina è una marcata eccezione nei mammiferi. Funziona come un aacoide, analogo a un "ormone locale" e come neuromodulatore.

Questo nucleoside circola liberamente attraverso il flusso sanguigno e agisce a livello locale, con diversi effetti sulla dilatazione dei vasi sanguigni, contrazioni muscolari lisce, scarichi neuronali, rilascio di neurotrasmettitore e nel metabolismo dei grassi. È anche correlato alla regolamentazione della frequenza cardiaca.

Blocchi strutturali degli elementi regolamentari

Una quantità importante di vie metaboliche comuni nelle cellule hanno meccanismi di regolazione basati su livelli di ATP, ADP e AMP. Le ultime due molecole di ETA hanno la stessa struttura dell'ATP, ma hanno perso rispettivamente uno e due gruppi di fosfato.

Blocchi strutturali di coenzimi

In più fasi delle vie metaboliche, gli enzimi non possono agire da soli. Hanno bisogno di molecole aggiuntive per svolgere le loro funzioni; Questi elementi sono chiamati coenzimi o cosustratos, essendo quest'ultimo termine più appropriato, poiché i coenzimi non sono cataliticamente attivi.

In queste reazioni catalitiche, è necessario trasferire elettroni o gruppi di atomi su un altro substrato. Le molecole ausiliarie che partecipano a questo fenomeno sono coenzimi.

Le basi azotate sono elementi strutturali di questi cofattori. Tra i più riconosciuti ci sono i nucleotidi della pirimidina (NAD⁺, NADP⁺), Fmn, moda e coenzima a. Questi partecipano a percorsi metabolici molto importanti, come la glicolisi, il ciclo di Krebs, la fotosintesi, tra gli altri.

Riferimenti

1. Alberts, b., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m.,... e Walter, P. (2013). Biologia cellulare essenziale. Scienze della ghirlanda.
2. Cooper, g. M., & Hausman, R. E. (2007). La cellula: un approccio molecolare. Washington, DC, Sunderland, MA.