PIRIMIDINI: KARAKTERISTIKE, STRUKTURA, FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2026

Su pirimidini su ciklički molekule bogata dušikom. Oni su dio nukleotida, koji su zauzvrat osnovni strukturni sastojci nukleinskih kiselina.

Pored svoje prisutnosti u nukleinskim kiselinama, nukleotidi koje stvaraju pirimidini imaju važnu ulogu kao unutarcelijski glasnici i sudjeluju u regulaciji putova biosinteze glikogena i fosfolipida.

Izvor: BruceBlaus. Osoblje Blausen.com (2014). „Medicinska galerija Blausen Medical 2014“. WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436.

Glavna razlika između pirimidina i purina je u strukturi: prvi se sastoji od jednog prstena, dok u drugom nalazimo prsten pirimidina spojenih s imidazolnim prstenom.

Pirimidinski prstenovi nalaze se i u nekim sintetičkim lijekovima, poput barbiturata i u onima koji se koriste za liječenje HIV-a.

Karakteristike i struktura

Pirimidini su aromatski kemijski spojevi čija je struktura ciklička (jedan prsten) i ravna.

Najprisutniji pirimidini u prirodi su uracil (molekularna formula 2,4-dihidroksipirimidin), citozin (2-hidroksi-4-aminopirimidin) i timin (2,4-dihidroksi-5-metil pirimidin).

Molarna masa je oko 80 g / mol, a gustoća je 1,016 g / cm. Topivi su u vodi i zahvaljujući svojim prstenima imaju svojstvo apsorbiranja svjetlosti na najviše 260 nanometara.

Značajke

-Strukturni blokovi nukleinskih kiselina

Nukleinske kiseline su biopolimeri sastavljeni od monomera koji se nazivaju nukleotidi. Zauzvrat, nukleotidi su sastavljeni od: (i) šećera od pet ugljika, (ii) fosfatne skupine i (iii) dušične baze.

Pirimidini u DNK i RNA

Baza dušika su ravni ciklički spojevi koji su klasificirani u purine i pirimidine.

U usporedbi s purinskim bazama, pirimidini su manji (zapamtite da struktura prvog sadrži dva spojena prstena, a jedan od njih je pirimidinski prsten).

Ova činjenica ima posljedice kada se radi o spajanju dvostruke spirale DNA: da bi se uspostavila stabilna struktura, purini se spajaju samo s jednim pirimidinom.

Kao što smo ranije spomenuli, tri najčešća pirimidina u prirodi su uracil, citozin i timin.

Jedna od temeljnih razlika između DNA i RNA je sastav pirimidina koji čine njegovu strukturu. Uracil i citozin dio su nukleotida u RNA. Suprotno tome, citozin i timin nalaze se u DNK.

Međutim, male količine nukleotida timina nalaze se u prijenosnim RNA.

U nukleotidima pirimidini se vežu na ugljik 1 riboze kroz dušik smješten na položaju 1.

-Ekstracelularni glasnici

Nukleotidi koji sadrže pirimidine (a također i purini) molekule su koje ispunjavaju ulogu izvanćelijskog glasnika. Oni su odgovorni za regulaciju različitih funkcija u gotovo svakoj stanici u tijelu.

Ti se nukleotidi oslobađaju iz oštećenih stanica ili se mogu izlučiti ne-lilitičkim putem i komunicirati sa specifičnim receptorima na staničnoj membrani.

Specifični membranski receptori nazivaju se P2 receptori i razvrstavaju se u dvije obitelji: P2Y ili metabotropne i P2X ili ionotropne.

-Umesni metabolizam

Pirimidinski nukleotidi uključeni su u puteve biološke sinteze drugih komponenti. Primjer tog sudjelovanja je put biosinteze glikogena i fosfolipida.

Oštećenja DNA

Jedna od najčešćih lezija u molekuli DNK javlja se na razini pirimidina, točnije pri stvaranju dimera između baza timijana. Odnosno, između ove dvije molekule nastaje veza.

Do toga dolazi zbog ultraljubičastoga zračenja (od izlaganja suncu) koje prima DNK ili zbog izlaganja mutagenim agensima.

Stvaranje ovih pirimidinskih dimera izobličava dvostruku spiralu DNK, stvarajući probleme kad je riječ o kopiranju ili prepisivanju. Enzim odgovoran za ispravljanje ovog događaja naziva se fotolyaza.

Metabolizam pirimidina

-Sinteza

Pregled

Sinteza dušičnih baza - i purina, i pirimidina - je temeljni element života, budući da su oni sirovina za sintezu nukleinskih kiselina.

Opća shema sinteze pirimidina razlikuje se u temeljnom aspektu sa sintezom purina: prsten pirimidina sastavi se prije usidrenja u riboze-5-fosfat.

reakcije

Molekula koja se zove karbamoil aspartat sadrži sve elemente (atome) potrebne za sintezu pirimidinskog prstena. To se formira reakcijom kondenzacije između aspartata i karbomoil fosfata.

Karbomoil fosfatni prekursor nastaje u staničnoj citoplazmi reakcijom kataliziranom enzimom karbamoil fosfat sintetazom, čiji su supstrati ugljični dioksid (CO ₂) i ATP. Spoj koji nastaje oksidacijom karbamoil aspartata je irotska kiselina.

Zanimljivo je da je karbamoil fosfat sintetaza enzim zajednički opisanom putu i ciklusu uree. Međutim, razlikuju se u nekim aspektima koji se odnose na njihovu djelatnost; Na primjer, ova verzija enzima koristi glutamina i ne NH ₃ kao izvor dušika.

Jednom kada se prsten zatvori, može se pretvoriti u druge spojeve poput uridin trifosfata (UTP), citidin trifosfata (CTP) i timidilata.

degradacija

Kataboličke (ili raspadajuće) reakcije u koje su uključene pirimidine odvijaju se u jetri. Za razliku od purina, tvari proizvedene katabolizmom ne stvaraju kristale kada se nakupljaju, događaj koji kod pacijenata koji akumuliraju ovu otpadnu tvar uzrokuje giht.

Nastali spojevi su ugljični dioksid, voda i urea. Citozin se može prebaciti na drugi pirimidin (uracil) i zatim nastaviti put razgradnje u više intermedijara.

Zahtjevi prehrane

Pirimidini poput purina sintetiziraju se u količini koja zadovoljava potrebe stanice. Iz tog razloga ne postoje minimalni zahtjevi za dušične baze u prehrani. Međutim, kada se te molekule konzumiraju, tijelo ima sposobnost da ih reciklira.

Reference

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… i Walter, P. (2013). Bitna stanična biologija. Garland Science.
2. Cooper, GM i Hausman, RE (2007). Stanica: molekularni pristup. Washington, DC, Sunderland, MA.
3. Griffiths, AJ (2002). Suvremena genetska analiza: integriranje gena i genoma. Macmillan.
4. Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, i Miller, JH (2005). Uvod u genetsku analizu. Macmillan.
5. Koolman, J., i Röhm, KH (2005). Biokemija: tekst i atlas. Panamerican Medical Ed.
6. Passarge, E. (2009). Tekst i atlas genetike. Panamerican Medical Ed.