Basparning

Ett baspar består av två nukleobaser som är belägna mittemot varandra i deoxiribonukleinsyra (DNA) eller ribonukleinsyra (RNA), binder till varandra och bildar dubbelsträngen med hjälp av vätebindningar. Detta är den genomiska informationen om en organism och innehåller generna. En felaktig Basparning kan leda till mutationer.

Vad är basparningen?

Ett baspar består av nukleobaser. Det är ett element av DNA eller RNA. Dessa nukleobaser bildar i sin tur tillsammans med fosforsyra eller fosfat och deoxiribos, ett socker, nukleotiden (basen).

Fosforsyra och deoxiribos är desamma för varje nukleotid; de utgör ryggraden i DNA. Basen och deoxiribos är kända som nukleosider. Fosfatresten betyder att DNA: n är negativt laddad och också hydrofil: det interagerar med vatten.

Nukleotider skiljer sig bara i basen. En åtskillnad görs mellan fem baser, beroende på om de är komponenter av DNA eller RNA. Baserna är adenin (A) och guanin (G), dessa tillhör purinerna. Tymin (T), cytosin (C) och uracil (U) är pyrimidiner. Puriner är heterocykliska organiska föreningar, medan pyrimidiner är heterocykliska, aromatiska, organiska föreningar.

I DNA finns basparning av adenin och tymin (A-T), såväl som guanin och cytosin (G-C). I fallet med RNA å andra sidan sker en basparring mellan adenin och uracil (A-U) och mellan guanin och cytosin (G-C). Denna basparning kallas komplementär.

Parterna skapas av vätebindningar. Detta är interaktionen mellan en väteatom och ett ensamt par elektroner på en annan atom. Väteatomen är kovalent bunden här. Detta är en kemisk bindning där det finns en interaktion mellan valenselektronerna i en atom och kärnan i en annan atom. Basparna används också som ett mått på DNA: s storlek: 1 bp motsvarar en och 1 kb motsvarar 1000 baspar eller nukleotider.

Funktion & uppgift

Basparning har väsentliga funktioner för DNA-strukturen. DNA förekommer som en dubbel spiral. Det rumsliga arrangemanget av den dubbla helixen kallas B-DNA, en högerhänt dubbelsträngad spiral som, till skillnad från A-formen, har ett mer avslappnat arrangemang.

När adenin och tymin basparas bildas två vätebindningar. Däremot skapar parningen av guanin och cytosin tre vätebindningar. På grund av basparningen mellan en purin och en pyrimidin är det resulterande avståndet mellan de två DNA-strängarna alltid detsamma. DNA: t har en regelbunden struktur, varvid diametern hos DNA-spiralen är 2 nm. En fullständig rotation på 360 ° inom spiralen sker var tionde baspar och är 3,4 nm lång.

Basparning spelar också en viktig roll i DNA-replikering. DNA-replikationen är indelad i initieringsfasen, förlängningsfasen och avslutningsfasen. Detta händer under celldelning. DNA: t avviks av ett enzym som kallas DNA-helikas. De dubbla strängarna separeras från varandra och ett DNA-polymeras fäster sig vid en enda DNA-sträng och börjar producera en komplementär DNA-sträng på varje enskild tråd.Detta skapar två nya enstaka DNA-strängar, som bildar en ny DNA-dubbel spiral.

Strukturen för den nyligen syntetiserade DNA-dubbla spiralen säkerställs genom den komplementära basparningen. Dessutom spelar basparning en viktig roll i proteinbiosyntesen. Detta är uppdelat i transkription och översättning. Under transkriptionen kopplas DNA-dubbelhelixen och de komplementära strängarna separeras från varandra. Detta görs också av enzymhelikaset.

RNA-polymeraset binder till en enda DNA-sträng och bildar RNA komplementärt till det. När det gäller RNA används uracil istället för tymin och jämfört med DNA har den en så kallad polyA-svans. RNA slutar alltid i en sträng adenin. RNA förblir också en enkelsträng och används för att syntetisera ett protein under translation. Typen av protein beror på den specifika genen som lästes och användes som en mall för proteinsyntes.

Du hittar din medicin här

Sjukdomar och sjukdomar

Erwin Chargaff fann att antalet baser adenin och tymin samt guanin och cytosin är 1: 1. James D. Watson och Francis Harry Compton Crick fick äntligen reda på att det finns komplementär basparning av adenin och tymin samt guanin och cytosin. Detta kallas Watson-Crick-parning.

Men olika störningar kan orsaka ovanlig basparning, till exempel omvänd Watson-Crick-parning. En annan felaktig form av basparning är wobble-parning. Dessa är parningar som strider mot Watson-Crick-parningen, såsom G-U, G-T eller A-C. Dessa fel kan uppstå under DNA-replikering och måste sedan elimineras genom DNA-reparation.

Felaktig basparning kan leda till mutationer. Dessa mutationer behöver inte vara skadliga. Det finns så kallade tysta muationer, i vilka ett baspar byts ut mot ett annat par, men detta leder inte till några funktionella eller strukturella störningar för det syntetiserade proteinet. När det gäller segdcellanemi är emellertid en mutation orsaken till bildandet av icke-fungerande röda blodkroppar. Mutationen påverkar direkt hemoglobin, som ansvarar för att transportera syre i blodet. Allvarliga och livshotande cirkulationsstörningar och anemi uppstår.