Et basepar består av to nukleobaser som vender mot hverandre i deoksyribonukleinsyre (DNA) eller ribonukleinsyre (RNA), binder til hverandre, og danner dobbeltstrengen ved hjelp av hydrogen brϋcken. Dette er den genomiske informasjonen til en organisme og inkluderer gener. Feil baseparring kan føre til mutasjoner.
Hva er baseparing?
Et basepar består av nukleobaser. Dette er et element av DNA eller RNA. Disse nukleobasene, i sin tur, sammen med fosforsyre or fosfat og deoksyribose, a sukkerdanner nukleotidet (basen). De fosforsyre og deoksyribosen er den samme for hvert nukleotid; de danner ryggraden i DNA. Basen og deoksyribosen kalles nukleosidet. De fosfat restfϋresultater i DNA er negativt ladet og også hydrofil, en interaksjon med Vann inntreffer. Nukleotider er bare forskjellige i basen. Det er fϋnf baser, avhengig av om de er komponenter i DNA eller RNA. De baser er adenin (A) og guanin (G), disse tilhører purinene. Tymin (T), cytosin (C) og uracil (U) er pyrimidiner. Puriner er heterosykliske organiske forbindelser, mens pyrimidiner er heterosykliske aromatiske organiske forbindelser. I DNA skjer baseparing mellom adenin og tymin (AT), og guanin og cytosin (GC). I RNA derimot, oppstår baseparing mellom adenin og uracil (AU), og mellom guanin og cytosin (GC). Denne baseparringen kalles komplementær. Parringene er laget av hydrogen brϋcking. Dette er samspillet mellom en hydrogen atom med et fritt elektronpar av et annet atom. Hydrogenatomet er kovalent bundet i dette tilfellet. Dette er en kjemisk binding der det er en interaksjon mellom valenselektronene fra ett atom og kjernen til et annet atom. Baseparring brukes også som et mål på størrelse for DNA: 1bp tilsvarer en og 1kb tilsvarer 1000 basepar eller nukleotider.
Funksjon og oppgave
Baseparring har viktige funksjoner for strukturen til DNA. DNA oppstår som en dobbel helix. I dette tilfellet blir det romlige arrangementet av den dobbelte helixen referert til som B-DNA, en høyrehendt dobbeltstrenget helix som har et mer avslappet arrangement i motsetning til A-formen. Baseparring av adenin og tymin resulterer i dannelsen av to hydrogenbiter. I motsetning til dette resulterer baseparringen av guanin og cytosin i dannelsen av tre hydrogen broer. På grunn av baseparringen mellom purin og pyrimidin, er den resulterende avstanden mellom de to DNA-strengene alltid den samme. Dette resulterer i en vanlig struktur av DNA, hvor diameteren på DNA-spiralen er 2 nm. En fullstendig rotasjon på 360 ° i spiralen skjer hvert 10. basepar og er 3.4 nm lang. Baseparring spiller også en viktig rolle i DNA-replikering. DNA-replikasjon er delt inn i initieringsfase, forlengelsesfase og avslutningsfase. Dette skjer under celledeling. DNA blir viklet opp av et enzym, DNA-helikase. De doble strengene skilles fra hverandre og en DNA-polymerase fester seg til en enkelt DNA-streng og begynner å lage en komplementær DNA-streng på hver enkelt streng. Dette skaper to nye DNA-enkeltstrenger, som danner en ny DNA-dobbel helix. Den komplementære baseparringen sørger for strukturen til den nylig syntetiserte DNA-dobbeltspiralen. I tillegg spiller baseparring en viktig rolle i proteinbiosyntese. Dette er delt inn i transkripsjon og oversettelse. Under transkripsjon blir DNA-dobbeltspiralen viklet ut og de komplementære strengene skilles fra hverandre. Dette gjøres også av enzymet helicase. RNA-polymerase binder seg til en enkelt DNA-streng og danner komplementær RNA. I RNA brukes uracil i stedet for tymin, og sammenlignet med DNA har den en såkalt polyA-hale. RNA ender alltid i en streng med adeniner. RNA forblir også en enkelt streng og tjener til å syntetisere et protein under translasjon. Typen protein avhenger av det spesielle gen som ble lest og brukt som mal for proteinbiosyntese.
Sykdommer og lidelser
Erwin Chargaff fant ut at antallet baser adenin og tymin samt guanin og cytosin er 1: 1. James D. Watson og Francis Harry Compton Crick fant til slutt at det er komplementær baseparring av adenin og tymin så vel som guanin og cytosin. Dette kalles Watson-Crick-sammenkobling. Imidlertid kan uvanlig baseparring forekomme på grunn av forskjellige lidelser, for eksempel omvendt Watson-Crick-parring. En annen feil fra baseparring er wobble-parring. Dette er sammenkoblinger i motsetning til Watson-Crick-sammenkobling, for eksempel GU, GT eller AC. Disse feilene kan oppstå under DNA-replikasjon og må deretter elimineres ved DNA-reparasjon. Mutasjoner kan forekomme som et resultat av feil baseparing. Disse mutasjonene trenger ikke å være skadelige. Det er såkalte stille mutasjoner der et basepar byttes ut med et annet par, men det resulterer ikke i noen funksjonelle eller strukturelle forstyrrelser for det syntetiserte proteinet. Imidlertid når det gjelder sigdcelle anemi, er en mutasjon årsaken til dannelsen av ikke-funksjonell rød blod celler. Mutasjonen påvirker direkte hemoglobin, som er ansvarlig for oksygen transport i blod. Alvorlig og livstruende sirkulasjonsforstyrrelser og anemi resultat.
