PYRIMIDINER: EGENSKAPER, STRUKTUR, FUNKSJONER - BIOLOGI - 2026

De pyrimidiner er syklisk molekyler rik på nitrogen. De er en del av nukleotidene, som igjen er de grunnleggende strukturelle bestanddeler av nukleinsyrer.

I tillegg til deres tilstedeværelse i nukleinsyrer, har nukleotidene dannet av pyrimidiner en viktig rolle som intracellulære budbringere og deltar i reguleringen av glykogen- og fosfolipidbiosyntesebanene.

Kilde: BruceBlaus. Blausen.com-ansatte (2014). "Medical gallery of Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436.

Hovedforskjellen mellom en pyrimidin og en purin er i strukturen: de førstnevnte består av en enkelt ring, mens i den sistnevnte finner vi en ring med pyrimidiner som er knyttet til en imidazolring.

Pyrimidinringer finnes også i noen syntetiske stoffer, som barbiturater og de som brukes til å behandle HIV.

Kjennetegn og struktur

Pyrimidiner er aromatiske kjemiske forbindelser hvis struktur er syklisk (en enkelt ring) og flat.

De mest tallrike pyrimidinene i naturen er uracil (molekylformel 2,4-dihydroxypyrimidin), cytosin (2-hydroksy-4-aminopyrimidin) og timin (2,4-dihydroxy-5-metylpyrimidin).

Molmassen er rundt 80 g / mol, med en tetthet på 1,016 g / cm. De er løselig i vann, og takket være ringene har de egenskapen til å absorbere lys på maksimalt 260 nanometer.

Egenskaper

-Strukturelle blokker av nukleinsyrer

Nukleinsyrer er biopolymerer som består av monomerer kalt nukleotider. I sin tur er nukleotidene sammensatt av: (i) en fem-karbon sukker, (ii) en fosfatgruppe og (iii) en nitrogenholdig base.

Pyrimidiner i DNA og RNA

Nitrogenbaser er flate sykliske forbindelser som er klassifisert i puriner og pyrimidiner.

Sammenlignet med puriske baser er pyrimidiner mindre (husk at strukturen til den førstnevnte består av to smeltede ringer, og den ene av dem er en pyrimidinring).

Dette faktum har konsekvenser når det gjelder sammenkobling i DNA-dobbeltspiral: for å etablere en stabil struktur, kobler puriner bare sammen med en pyrimidin.

Som vi nevnte tidligere, er de tre vanligste pyrimidinene i naturen uracil, cytosin og timin.

En av de grunnleggende forskjellene mellom DNA og RNA er sammensetningen av pyrimidiner som utgjør dens struktur. Uracil og cytosin er en del av nukleotidene i RNA. I kontrast finnes cytosin og timin i DNA.

Imidlertid finnes små mengder tyminukleotider i overførings-RNA-er.

I nukleotider binder pyrimidiner seg til karbon 1 av ribose gjennom nitrogenet som ligger i posisjon 1.

-Extracellular messengers

Nukleotidene som inneholder pyrimidiner (og også puriner) er molekyler som utfører en ekstracellulær messerrolle. De er ansvarlige for å regulere forskjellige funksjoner i praktisk talt alle celler i kroppen.

Disse nukleotidene frigjøres fra skadede celler, eller de kan skilles ut ved en ikke-lytisk bane og samhandle med spesifikke reseptorer på cellemembranen.

Spesifikke membranreseptorer kalles P2-reseptorer og er klassifisert i to familier: P2Y eller metabotrop og P2X eller ionotrop.

-Middel metabolisme

Pyrimidinnukleotider er involvert i veier for biologisk syntese av andre komponenter. Et eksempel på denne deltakelsen er glykogen- og fosfolipidbiosynteseveien.

DNA-skade

En av de vanligste lesjonene i DNA-molekylet forekommer på nivå med pyrimidiner, spesifikt i dannelsen av dimerer mellom timinbasene. Det vil si at det dannes en binding mellom to av disse molekylene.

Dette skjer på grunn av ultrafiolett stråling (fra soleksponering) som DNA mottar, eller på grunn av eksponering for mutagene stoffer.

Dannelsen av disse pyrimidindimerer forvrenger den doble heliksen av DNA, noe som forårsaker problemer når det gjelder replikering eller transkribering. Enzymet som er ansvarlig for å korrigere denne hendelsen kalles fotolyase.

Pyrimidin metabolisme

-Synthesis

Oversikt

Syntese av nitrogenholdige baser - både puriner og pyrimidiner - er et grunnleggende element i livet, siden de er råstoffet for å syntetisere nukleinsyrer.

Det generelle skjemaet for syntesen av pyrimidiner skiller seg i et grunnleggende aspekt med syntesen av puriner: ringen til pyrimidiner blir satt sammen før den forankres til ribose-5-fosfat.

reaksjoner

Molekylet kalt karbamoylaspartat har alle elementene (atomer) som er nødvendige for syntesen av en pyrimidinring. Dette dannes ved hjelp av en kondensasjonsreaksjon mellom et aspartat og et karbomylfosfat.

Karbomoylfosfatforløperen dannes i cellecytoplasmaet ved en reaksjon katalysert av enzymet karbamoylfosfatsyntetase, hvis underlag er karbondioksyd (CO ₂ ) og ATP. Forbindelsen som er resultatet av oksidasjon av karbamoylaspartat er orotisk syre.

Det er underlig at karbamoylfosfat-syntetase er et enzym som er felles for den beskrevne traseen og for ureasyklusen. Imidlertid er de forskjellige i noen aspekter relatert til deres aktivitet; For eksempel bruker denne versjonen av enzymet glutamin og ikke NH ₃ som nitrogenkilde .

Når ringen er lukket, kan den omdannes til andre forbindelser som uridintrifosfat (UTP), cytidintrifosfat (CTP) og tymidylat.

nedbrytning

Kataboliske reaksjoner (eller nedbrytning) som involverer pyrimidiner finner sted i leveren. I motsetning til puriner, danner stoffene som produseres av katabolisme ikke krystaller når de akkumuleres, en hendelse som forårsaker gikt hos pasienter som akkumulerer dette avfallsstoffet.

Forbindelsene som genereres er karbondioksid, vann og urea. Cytosin kan bevege seg til et annet pyrimidin (uracil) og deretter fortsette nedbrytningsveien i flere mellomprodukter.

Kostholdskrav

Pyrimidiner blir, i likhet med puriner, syntetisert av cellen i mengder som tilfredsstiller kravene til cellen. Det er av denne grunn at det ikke er noen minimumskrav for nitrogenholdige baser i kostholdet. Når disse molekylene konsumeres, har kroppen imidlertid muligheten til å resirkulere dem.

referanser

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M., … & Walter, P. (2013). Essensiell cellebiologi. Garland Science.
2. Cooper, GM, & Hausman, RE (2007). Cellen: en molekylær tilnærming. Washington, DC, Sunderland, MA.
3. Griffiths, AJ (2002). Moderne genetisk analyse: integrering av gener og genom. Macmillan.
4. Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). En introduksjon til genetisk analyse. Macmillan.
5. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Biokjemi: tekst og atlas. Panamerican Medical Ed.
6. Passarge, E. (2009). Genetikk tekst og atlas. Panamerican Medical Ed.