Basi azotate - Definizione e Strutture
Le basi azotate si trovano nel DNA e nell'RNA. Fan di Shunyu / Getty Images
Una base azotata è una molecola organica che contiene l'elemento azoto e funge da base nelle reazioni chimiche. La proprietà di base deriva da la coppia di elettroni solitari sull'atomo di azoto.
Le basi azotate sono anche chiamate nucleobasi perché svolgono un ruolo importante come elementi costitutivi gli acidi nucleici acido desossiribonucleico ( DNA ) e acido ribonucleico ( RNA ).
Esistono due classi principali di basi azotate: purine e pirimidine . Entrambe le classi assomigliano alla molecola piridina e sono molecole planari non polari. Come la piridina, ogni pirimidina è un singolo anello organico eterociclico. Le purine sono costituite da un anello pirimidinico fuso con un anello imidazolo, formando una struttura a doppio anello.
01 di 07Le 5 principali basi di azoto
Le basi dell'azoto si legano alle basi complementari nel DNA e nell'RNA. Fan di Shunyu / Getty Images
Sebbene ci siano molte basi azotate, le cinque più importanti da conoscere sono le basi che si trovano DNA e RNA , utilizzati anche come vettori energetici nelle reazioni biochimiche. Questi sono adenina, guanina, citosina, timina e uracile. Ogni base ha quella che è conosciuta come una base complementare a cui si lega esclusivamente per formare DNA e RNA. Le basi complementari costituiscono la base del codice genetico.
Diamo un'occhiata più da vicino alle singole basi...
02 di 07Adenina
Molecola di base dell'azoto di adenina purina. BIBLIOTECA FOTOGRAFICA MOLEKUUL/SCIENZA / Getty Images
L'adenina e la guanina sono purine. L'adenina è spesso rappresentata dalla lettera maiuscola A. Nel DNA, la sua base complementare è la timina. La formula chimica dell'adenina è C5H5N5. Nell'RNA, l'adenina forma legami con l'uracile.
L'adenina e le altre basi si legano ai gruppi fosfato e allo zucchero ribosio o al 2'-desossiribosio per formare nucleotidi . I nomi dei nucleotidi sono simili ai nomi di base ma hanno la desinenza '-osina' per le purine (ad esempio, l'adenina forma l'adenosina trifosfato) e la terminazione '-idina' per le pirimidine (ad esempio, la citosina forma la citidina trifosfato). I nomi dei nucleotidi specificano il numero di gruppi fosfato legati alla molecola: monofosfato, difosfato e trifosfato. Sono i nucleotidi che fungono da elementi costitutivi del DNA e dell'RNA. I legami idrogeno si formano tra la purina e la pirimidina complementare per formare la forma a doppia elica del DNA o agire come catalizzatori nelle reazioni.
03 del 07Guanina
Molecola di base di azoto purinico di guanina. BIBLIOTECA FOTOGRAFICA MOLEKUUL/SCIENZA / Getty Images
La guanina è una purina rappresentata dalla lettera maiuscola G. La sua formula chimica è C5H5N5O. Sia nel DNA che nell'RNA, la guanina si lega alla citosina. Il nucleotide formato dalla guanina è la guanosina.
Nella dieta, le purine sono abbondanti nei prodotti a base di carne, in particolare dagli organi interni, come fegato, cervello e reni. Una quantità minore di purine si trova nelle piante, come piselli, fagioli e lenticchie.
04 del 07
Timina
Molecola di base azotata di timina pirimidina. BIBLIOTECA FOTOGRAFICA MOLEKUUL/SCIENZA / Getty Images
La timina è anche conosciuta come 5-metiluracile. La timina è una pirimidina presente nel DNA, dove si lega all'adenina. Il simbolo della timina è una T maiuscola. La sua formula chimica è C5H6NDueoDue. Il suo nucleotide corrispondente è la timidina.
05 del 07
Citosina
Molecola di base dell'azoto della citosina pirimidina. LAGUNA DESIGN / Getty Images
La citosina è rappresentata dalla lettera maiuscola C. Nel DNA e nell'RNA si lega alla guanina. Tre legami idrogeno si formano tra citosina e guanina nell'accoppiamento di basi Watson-Crick per formare il DNA. La formula chimica della citosina è C4H4N2O2. Il nucleotide formato dalla citosina è la citidina.
06 del 07uracile
Molecola base di azoto uracile pirimidina. BIBLIOTECA FOTOGRAFICA MOLEKUUL/SCIENZA / Getty Images
L'uracile può essere considerato timina demetilata. L'uracile è rappresentato dalla lettera maiuscola U. La sua formula chimica è C4H4NDueoDue. In acidi nucleici , si trova nell'RNA legato all'adenina. L'uracile forma il nucleotide uridina.
Ci sono molte altre basi azotate presenti in natura, inoltre le molecole possono essere trovate incorporate in altri composti. Ad esempio, gli anelli pirimidinici si trovano nella tiamina (vitamina B1) e nei barbituati, nonché nei nucleotidi. Le pirimidine si trovano anche in alcuni meteoriti, sebbene la loro origine sia ancora sconosciuta. Altre purine presenti in natura includono xantina, teobromina e caffeina.
07 del 07Rivedi l'abbinamento di base
PASIKA / Getty Images
Nel DNA l'accoppiamento di basi è:
- A
- G - C
Nell'RNA, l'uracile prende il posto della timina, quindi l'accoppiamento delle basi è:
- AL
- G - C
Le basi azotate sono all'interno di la doppia elica del DNA , con gli zuccheri e le porzioni di fosfato di ciascun nucleotide che formano la spina dorsale della molecola. Quando un'elica del DNA si divide, tipo per trascrivere il DNA , basi complementari si attaccano a ciascuna metà esposta in modo da poter formare copie identiche. quando L'RNA agisce come modello per creare il DNA, pertraduzione, le basi complementari vengono utilizzate per creare la molecola di DNA utilizzando la sequenza di basi.
Poiché sono complementari tra loro, le cellule richiedono quantità approssimativamente uguali di purine e pirimidine. Al fine di mantenere un equilibrio in una cellula, la produzione sia di purine che di pirimidine è autoinibitrice. Quando uno si forma, inibisce la produzione di più dello stesso e attiva la produzione della sua controparte.