PYRIMIDINER: EGENSKABER, STRUKTUR, FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

De pyrimidiner er cyklisk molekyler rig på nitrogen. De er en del af nukleotiderne, som igen er de grundlæggende strukturelle bestanddele af nukleinsyrer.

Foruden deres tilstedeværelse i nukleinsyrer har nukleotiderne dannet af pyrimidiner en vigtig rolle som intracellulære messengers og deltager i reguleringen af ​​glycogen- og phospholipid-biosyntesestier.

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

Den største forskel mellem en pyrimidin og en purin er i strukturen: førstnævnte består af en enkelt ring, mens vi i sidstnævnte finder en ring af pyrimidiner, der er forbundet med en imidazolring.

Pyrimidinringe findes også i nogle syntetiske stoffer, såsom barbiturater og dem, der bruges til behandling af HIV.

Egenskaber og struktur

Pyrimidiner er aromatiske kemiske forbindelser, hvis struktur er cyklisk (en enkelt ring) og flad.

De mest rigelige pyrimidiner i naturen er uracil (molekylformel 2,4-dihydroxypyrimidin), cytosin (2-hydroxy-4-aminopyrimidin) og thymin (2,4-dihydroxy-5-methylpyrimidin).

Den molære masse er ca. 80 g / mol med en densitet på 1,016 g / cm. De er opløselige i vand, og takket være deres ringe har de egenskaben at absorbere lys på højst 260 nanometer.

Funktioner

-Strukturelle blokke af nukleinsyrer

Nukleinsyrer er biopolymerer, der består af monomerer kaldet nukleotider. Til gengæld består nukleotiderne af: (i) en fem-carbon-sukker, (ii) en phosphatgruppe og (iii) en nitrogenformig base.

Pyrimidiner i DNA og RNA

Kvælstofbaser er flade cykliske forbindelser, der klassificeres i puriner og pyrimidiner.

Sammenlignet med puriske baser er pyrimidiner mindre (husk, at strukturen i den førstnævnte består af to smeltede ringe, og den ene er en pyrimidinring).

Denne kendsgerning får konsekvenser, når det kommer til parring i DNA-dobbelthelix: for at etablere en stabil struktur pares puriner kun med en pyrimidin.

Som vi nævnte tidligere, er de tre mest almindelige pyrimidiner i naturen uracil, cytosin og thymin.

En af de grundlæggende forskelle mellem DNA og RNA er sammensætningen af ​​pyrimidiner, der udgør dens struktur. Uracil og cytosin er en del af nukleotiderne i RNA. I modsætning hertil findes cytosin og thymin i DNA.

Imidlertid findes små mængder thyminnukleotider i transfer-RNA'er.

I nucleotider binder pyrimidiner sig til carbon 1 af ribose gennem nitrogenet placeret i position 1.

-Extracellular messengers

Nukleotiderne, der indeholder pyrimidiner (og også puriner), er molekyler, der har en ekstracellulær messenger-rolle. De er ansvarlige for at regulere forskellige funktioner i stort set alle celler i kroppen.

Disse nukleotider frigøres fra beskadigede celler, eller de kan secerneres ved en ikke-lytisk bane og interagerer med specifikke receptorer på cellemembranen.

Specifikke membranreceptorer kaldes P2-receptorer og klassificeres i to familier: P2Y eller metabotrop og P2X eller ionotrop.

-Intermediate metabolisme

Pyrimidin-nukleotider er involveret i veje til biologisk syntese af andre komponenter. Et eksempel på denne deltagelse er glycogen- og phospholipid-biosyntesestien.

DNA-skade

En af de mest almindelige læsioner i DNA-molekylet forekommer på niveau med pyrimidiner, specifikt i dannelsen af ​​dimerer mellem thyminbaserne. Det vil sige, der dannes en binding mellem to af disse molekyler.

Dette sker på grund af ultraviolet stråling (fra soleksponering), som DNA modtager, eller på grund af eksponering for mutagene stoffer.

Dannelsen af ​​disse pyrimidindimerer forvrænger den dobbelte DNA-helix, hvilket forårsager problemer, når det kommer til replikering eller transkription. Det enzym, der er ansvarligt for at korrigere denne begivenhed, kaldes fotolyase.

Pyrimidin metabolisme

-syntesen

Oversigt

Syntesen af ​​nitrogenholdige baser - både puriner og pyrimidiner - er et grundlæggende element i livet, da de er råmaterialet til syntese af nukleinsyrer.

Det generelle skema for syntese af pyrimidiner adskiller sig i et grundlæggende aspekt med syntesen af ​​puriner: ringen af ​​pyrimidiner samles inden forankring til ribose-5-phosphat.

Reaktioner

Molekylet kaldet carbamoyl aspartat har alle de elementer (atomer), der er nødvendige for syntesen af ​​en pyrimidinring. Dette dannes ved hjælp af en kondensationsreaktion mellem et aspartat og et carbomoylphosphat.

Carbomoylphosphatforstadiet dannes i cellecytoplasmaet ved en reaktion katalyseret af enzymet carbamoylphosphatsynthetase, hvis substrater er carbondioxid (CO ₂) og ATP. Forbindelsen, der er resultatet af oxidationen af ​​carbamoyl-aspartat, er orotisk syre.

Det er underligt, at carbamoylphosphatsyntetase er et enzym, der er fælles for den beskrevne vej og urinstofcyklus. De adskiller sig dog i nogle aspekter, der er relateret til deres aktivitet; For eksempel denne version af enzymet anvender glutamin og ikke NH ₃ som nitrogenkilde.

Når ringen er lukket, kan den omdannes til andre forbindelser, såsom uridin-triphosfat (UTP), cytidintriphosphat (CTP) og thymidylat.

nedbrydning

Kataboliske reaktioner (eller nedbrydning), der involverer pyrimidiner, finder sted i leveren. I modsætning til puriner danner de stoffer, der produceres ved katabolisme, ikke krystaller, når de akkumuleres, en hændelse, der forårsager gigt hos patienter, der akkumulerer dette affaldsstof.

De dannede forbindelser er kuldioxid, vand og urinstof. Cytosin kan flytte til en anden pyrimidin (uracil) og derefter fortsætte nedbrydningsvejen i flere mellemprodukter.

Diætkrav

Pyrimidiner, ligesom puriner, syntetiseres af cellen i mængder, der opfylder kravene i cellen. Det er af denne grund, at der ikke er nogen minimumskrav til nitrogenholdige baser i kosten. Når disse molekyler forbruges, har kroppen imidlertid evnen til at genanvende dem.

Referencer

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