PYRIMIDINY: VLASTNOSTI, STRUKTURA, FUNKCE - BIOLOGIE - 2025

Tyto pyrimidiny jsou cyklicky molekuly bohaté na dusík. Jsou součástí nukleotidů, které jsou zase základními strukturálními složkami nukleových kyselin.

Kromě jejich přítomnosti v nukleových kyselinách hrají nukleotidy tvořené pyrimidiny důležitou roli jako intracelulární posly a podílejí se na regulaci drah biosyntézy glykogenu a fosfolipidů.

Zdroj: BruceBlaus. Zaměstnanci Blausen.com (2014). "Lékařská galerie Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10,15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436.

Hlavní rozdíl mezi pyrimidinem a purinem je ve struktuře: první z nich je tvořen jediným kruhem, zatímco v druhém z nich najdeme kruh pyrimidinů spojený s imidazolovým kruhem.

Pyrimidinové kruhy se také vyskytují v některých syntetických drogách, jako jsou barbituráty a ty, které se používají k léčbě HIV.

Vlastnosti a struktura

Pyrimidiny jsou aromatické chemické sloučeniny, jejichž struktura je cyklická (jeden kruh) a plochá.

Nejhojnějšími pyrimidiny v přírodě jsou uracil (molekulární vzorec 2,4-dihydroxypyrimidin), cytosin (2-hydroxy-4-aminopyrimidin) a thymin (2,4-dihydroxy-5-methylpyrimidin).

Molární hmotnost je kolem 80 g / mol, s hustotou 1,016 g / cm. Jsou rozpustné ve vodě a díky svým prstencům mají schopnost absorbovat světlo maximálně 260 nanometrů.

Funkce

Strukturální bloky nukleových kyselin

Nukleové kyseliny jsou biopolymery tvořené monomery zvanými nukleotidy. Nukleotidy jsou zase tvořeny: (i) cukrem s pěti uhlíky, (ii) fosfátovou skupinou a (iii) dusíkatou bází.

Pyrimidiny v DNA a RNA

Dusíkaté báze jsou ploché cyklické sloučeniny, které jsou klasifikovány na puriny a pyrimidiny.

Ve srovnání s purickými bázemi jsou pyrimidiny menší (pamatujte, že struktura první obsahuje dva kondenzované kruhy a jeden z nich je pyrimidinový kruh).

Tato skutečnost má důsledky, pokud jde o párování v dvojité spirále DNA: za účelem vytvoření stabilní struktury purinuje pouze pár s jedním pyrimidinem.

Jak jsme již zmínili dříve, tři nejběžnější pyrimidiny v přírodě jsou uracil, cytosin a thymin.

Jedním ze základních rozdílů mezi DNA a RNA je složení pyrimidinů, které tvoří její strukturu. Uracil a cytosin jsou součástí nukleotidů v RNA. Na rozdíl od toho se cytosin a tymin nacházejí v DNA.

V přenosových RNA se však vyskytuje malé množství nukleotidů tyminu.

V nukleotidech se pyrimidiny vážou na uhlík 1 ribózy dusíkem umístěným v poloze 1.

-Excelulární poslové

Nukleotidy obsahující pyrimidiny (a také puriny) jsou molekuly, které plní extracelulární poselskou roli. Jsou odpovědné za regulaci různých funkcí prakticky v každé buňce v těle.

Tyto nukleotidy jsou uvolňovány z poškozených buněk nebo mohou být sekretovány nelytickou cestou a interagují se specifickými receptory na buněčné membráně.

Specifické membránové receptory se nazývají receptory P2 a jsou klasifikovány do dvou rodin: P2Y nebo metabotropní a P2X nebo ionotropní.

-Prostřední metabolismus

Pyrimidinové nukleotidy jsou zapojeny do drah pro biologickou syntézu dalších složek. Příkladem této účasti je biosyntéza glykogenu a fosfolipidů.

Poškození DNA

Jedna z nejčastějších lézí v molekule DNA se vyskytuje na úrovni pyrimidinů, konkrétně při tvorbě dimerů mezi thyminovými bázemi. To znamená, že se vytvoří vazba mezi dvěma z těchto molekul.

K tomu dochází v důsledku ultrafialového záření (ze slunce), které DNA dostává, nebo v důsledku expozice mutagenním látkám.

Tvorba těchto pyrimidinových dimerů deformuje dvojitou spirálu DNA, což způsobuje problémy, pokud jde o replikaci nebo transkripci. Enzym zodpovědný za nápravu této události se nazývá fotolyáza.

Metabolismus pyrimidinů

-Syntéza

Přehled

Syntéza dusíkatých bází - purinů i pyrimidinů - je základním prvkem života, protože jsou surovinou pro syntézu nukleových kyselin.

Obecné schéma syntézy pyrimidinů se liší v základním aspektu syntézy purinů: kruh pyrimidinů je sestaven před ukotvením k riboso-5-fosfátu.

Reakce

Molekula zvaná karbamoyl aspartát má všechny prvky (atomy) nezbytné pro syntézu pyrimidinového kruhu. To se vytvoří kondenzační reakcí mezi aspartátem a karbomoylfosfátem.

Prekurzor karbamoyl fosfát je vytvořen v buněčné cytoplazmě reakcí katalyzována enzymem karbamoyl syntetáza, substráty, které jsou oxid uhličitý (CO ₂) a ATP. Sloučenina, která je výsledkem oxidace karbamoyl-aspartátu, je kyselina orotická.

Je zvláštní, že karbamoylfosfátsyntetáza je enzym společný popsané cestě a cyklu močoviny. Liší se však v některých aspektech souvisejících s jejich činností; Například, tato verze enzymu používá glutamin a ne NH ₃ jako zdroj dusíku.

Jakmile se kruh uzavře, může být převeden na jiné sloučeniny, jako je uridintrifosfát (UTP), cytidintrifosfát (CTP) a thymidylát.

Degradace

V játrech probíhají katabolické (nebo štěpné) reakce zahrnující pyrimidiny. Na rozdíl od purinů, látky produkované katabolismem netvoří krystaly, když se hromadí, což je událost, která způsobuje dnu u pacientů, kteří hromadí tuto odpadní látku.

Generované sloučeniny jsou oxid uhličitý, voda a močovina. Cytosin se může přesunout na jiný pyrimidin (uracil) a pak pokračovat v degradační cestě ve více meziproduktech.

Dietní požadavky

Pyrimidiny, jako puriny, jsou syntetizovány buňkou v množství, které splňuje požadavky buňky. Z tohoto důvodu neexistují ve stravě minimální požadavky na dusíkaté báze. Když jsou však tyto molekuly spotřebovány, tělo je má schopnost je recyklovat.

Reference

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Základní buněčná biologie. Věnec věnec.
2. Cooper, GM a Hausman, RE (2007). Buňka: molekulární přístup. Washington, DC, Sunderland, MA.
3. Griffiths, AJ (2002). Moderní genetická analýza: integrace genů a genomů. Macmillan.
4. Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). Úvod do genetické analýzy. Macmillan.
5. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Biochemie: text a atlas. Panamerican Medical Ed.
6. Passarge, E. (2009). Genetický text a atlas. Panamerican Medical Ed.