PIRIMIDINI: ZNAČILNOSTI, STRUKTURA, FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2026

V pirimidinov so ciklično molekule bogata z dušikom. So del nukleotidov, ki so temeljne strukturne sestavine nukleinskih kislin.

Nukleotidi, ki jih tvorijo pirimidini, imajo poleg prisotnosti v nukleinskih kislinah pomembno vlogo kot celični glasniki in sodelujejo pri uravnavanju poti biosinteze glikogena in fosfolipida.

Vir: BruceBlaus. Osebje Blausen.com (2014). "Medicinska galerija Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436.

Glavna razlika med pirimidinom in purinom je v strukturi: prvi je sestavljen iz enega samega obroča, v drugem pa najdemo obroč pirimidinov, ki se pridruži imidazolnemu obroču.

Pirimidinski obroči najdemo tudi v nekaterih sintetičnih drogah, kot so barbiturati in tista, ki se uporabljajo za zdravljenje virusa HIV.

Značilnosti in struktura

Pirimidini so aromatične kemične spojine, katerih struktura je ciklična (en sam obroč) in ravna.

Najprimernejši pirimidini v naravi so uracil (molekularna formula 2,4-dihidroksipirimidin), citozin (2-hidroksi-4-aminopirimidin) in timin (2,4-dihidroksi-5-metil pirimidin).

Molarna masa je približno 80 g / mol, z gostoto 1,016 g / cm. Topi v vodi, zahvaljujoč svojim obročkom imajo lastnost absorbiranja svetlobe na največ 260 nanometrov.

Lastnosti

-Strukturni bloki nukleinskih kislin

Nukleinske kisline so biopolimeri, sestavljeni iz monomerov, imenovanih nukleotidi. Nukleotide sestavljajo: (i) petogljični sladkor, (ii) fosfatna skupina in (iii) dušikova baza.

Pirimidini v DNK in RNK

Dušikove baze so ravne ciklične spojine, ki jih razvrščamo v purine in pirimidine.

V primerjavi s puričnimi bazami so pirimidini manjši (ne pozabite, da struktura prvega obsega dva spojena obroča, eden od njih pa je pirimidinski obroč).

To dejstvo ima posledice pri združevanju dvojne vijačnice DNK: da bi vzpostavili stabilno strukturo, se purini parijo samo z enim pirimidinom.

Kot smo že omenili, so trije najpogostejši pirimidini v naravi uracil, citozin in timin.

Ena temeljnih razlik med DNK in RNK je sestava pirimidinov, ki sestavljajo njegovo strukturo. Uracil in citozin sta del nukleotidov v RNK. V citozinu in timinu v nasprotju s tem najdemo v DNK.

Vendar pa se v prenosnih RNA najdejo majhne količine nukleotidov timina.

V nukleotidih se pirimidini vežejo na ogljik 1 riboze skozi dušik, ki se nahaja na položaju 1.

-Ekstracelični glasniki

Nukleotidi, ki vsebujejo pirimidine (in tudi purine), so molekule, ki izpolnjujejo vlogo zunajceličnega glasnika. Odgovorni so za uravnavanje različnih funkcij v skoraj vsaki celici v telesu.

Ti nukleotidi se sprostijo iz poškodovanih celic ali pa jih lahko izločajo po nelitni poti in medsebojno vplivajo na specifične receptorje na celični membrani.

Specifični membranski receptorji se imenujejo P2 receptorji in so razvrščeni v dve družini: P2Y ali metabotropni in P2X ali ionotropni.

-Vmesni metabolizem

Pirimidinski nukleotidi so vključeni v poti za biološko sintezo drugih komponent. Primer tega sodelovanja je pot biosinteze glikogena in fosfolipida.

Poškodba DNK

Ena najpogostejših lezij v molekuli DNA se pojavi na ravni pirimidinov, zlasti pri tvorbi dimerjev med timijanskimi bazami. Se pravi, da med dvema od teh molekul nastane vez.

Do tega pride zaradi ultravijoličnega sevanja (od izpostavljenosti soncu), ki ga prejema DNK, ali zaradi izpostavljenosti mutagenim povzročiteljem.

Tvorba teh pirimidinskih dimerjev izkrivlja dvojno vijačnico DNK, kar povzroča težave pri kopiranju ali prepisovanju. Encim, odgovoren za popravljanje tega dogodka, se imenuje fotolyaza.

Presnova pirimidina

-Sinteza

Pregled

Sinteza dušikovih baz - purinov in pirimidinov - je temeljni element življenja, saj so surovina za sintezo nukleinskih kislin.

Splošna shema sinteze pirimidinov se bistveno razlikuje s sintezo purinov: obroč pirimidinov se sestavi, preden se zasidra na riboze-5-fosfat.

Reakcije

Molekula, imenovana karbamoil aspartat, ima vse elemente (atome), potrebne za sintezo pirimidinskega obroča. To nastane s pomočjo kondenzacijske reakcije med aspartatom in karbomoil fosfatom.

Prekursor karbomoil fosfata nastane v celični citoplazmi z reakcijo, ki jo katalizira encim karbamoil fosfat sintetaza, katerega substrata sta ogljikov dioksid (CO ₂ ) in ATP. Spojina, ki nastane pri oksidaciji karbamoil aspartata, je irotska kislina.

Zanimivo je, da je karbamoil fosfat sintetaza encim, ki je običajen za opisano pot in cikel sečnine. Vendar se razlikujejo v nekaterih vidikih, povezanih z njihovo dejavnostjo; Na primer, ta različica encima kot vir dušika uporablja glutamin in ne NH ₃ .

Ko se obroč zapre, ga lahko pretvorimo v druge spojine, kot so uridin trifosfat (UTP), citidin trifosfat (CTP) in timidilat.

Degradacija

Katabolne (ali razgradne) reakcije, v katere so vpleteni pirimidini, se odvijajo v jetrih. Za razliko od purinov snovi, ki nastanejo zaradi katabolizma, ob kopičenju ne tvorijo kristalov, kar povzroča protin pri bolnikih, ki kopičijo to odpadno snov.

Nastale spojine so ogljikov dioksid, voda in sečnina. Citozin se lahko premakne na drug pirimidin (uracil) in nato nadaljuje pot razgradnje v več intermediatov.

Zahteve glede prehrane

Pirimidine, tako kot purini, celica sintetizira v količinah, ki ustrezajo potrebam celice. Zaradi tega v prehrani ni minimalnih zahtev za dušikove baze. Ko pa te molekule zaužijemo, jih telo lahko reciklira.

Reference

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Bistvena celična biologija. Garland Science.
2. Cooper, GM in Hausman, RE (2007). Celica: molekularni pristop. Washington, DC, Sunderland, MA.
3. Griffiths, AJ (2002). Sodobna genetska analiza: integracija genov in genomov. Macmillan.
4. Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). Uvod v genetsko analizo. Macmillan.
5. Koolman, J., in Röhm, KH (2005). Biokemija: besedilo in atlas. Panamerican Medical Ed.
6. Passarge, E. (2009). Gensko besedilo in atlas. Panamerican Medical Ed.