Osnovni par je sestavljen iz dveh nukleobaz, ki se med seboj soočata deoksiribonukleinska kislina (DNA) oz ribonukleinska kislina (RNA), se vežejo drug na drugega in s pomočjo tvorijo dvojno verigo vodik brϋcken. To so genomske informacije o organizmu in vključujejo gene. Napačno osnovno seznanjanje lahko vodi do mutacij.
Kaj je osnovno seznanjanje?
Osnovni par je sestavljen iz nukleobaz. To je element DNA ali RNA. Te nukleobaze pa skupaj z fosforna kislina or fosfat in deoksiriboza, a sladkorja, tvorijo nukleotid (osnovo). The fosforna kislina in deoksiriboza sta enaka za vsak nukleotid; tvorijo hrbtenico DNK. Osnova in deoksiriboza se imenujeta nukleozid. The fosfat ostanki v DNK so negativno nabiti in tudi hidrofilni, kar je interakcija z voda pojavi. Nukleotidi se razlikujejo le v osnovi. Obstajajo fϋnf baze, odvisno od tega, ali so sestavni deli DNA ali RNA. The baze sta adenin (A) in gvanin (G), ta spadata med purine. Timin (T), citozin (C) in uracil (U) so pirimidini. Purini so heterociklične organske spojine, medtem ko so pirimidini heterociklične aromatske organske spojine. V DNK pride do parjenja baz med adeninom in timinom (AT) ter gvaninom in citozinom (GC). Po drugi strani pa v RNA pride do seznanjanja baz med adeninom in uracilom (AU) ter med gvaninom in citozinom (GC). Tem osnovnemu seznanjanju pravimo komplementarno. Seznanitve ustvari vodik brϋcking. To je interakcija med a vodik atom s prostim elektronskim parom drugega atoma. Vodikov atom je v tem primeru kovalentno vezan. To je kemična vez, pri kateri pride do interakcije med valenčnimi elektroni enega atoma in jedrom drugega atoma. Seznanitev baz se uporablja tudi kot merilo velikosti za DNA: 1bp ustreza enemu in 1kb ustreza 1000 baznim parom ali nukleotidom.
Funkcija in naloga
Sparjanje baz ima bistvene funkcije za strukturo DNA. DNA se pojavi kot dvojna vijačnica. V tem primeru se prostorska razporeditev dvojne vijačnice imenuje B-DNA, desničarska dvoverižna vijačnica, ki ima bolj sproščeno razporeditev v primerjavi z A-obliko. Osnovno parjenje adenina in timina povzroči nastanek dveh vodikovih brck. Nasprotno pa osnovno parjenje gvanina in citozina povzroči nastanek treh vodikov mostovi. Zaradi spajanja baz med purinom in pirimidinom je posledična razdalja med obema verigama DNA vedno enaka. Rezultat tega je pravilna struktura DNA, kjer je premer vijačnice DNA 2nm. Popolna rotacija 360 ° znotraj vijačnice se zgodi vsakih 10 osnovnih parov in je dolga 3.4 nm. Tudi parjenje baz igra pomembno vlogo pri replikaciji DNA. Replikacija DNA je razdeljena na iniciacijsko fazo, fazo raztezanja in fazo končanja. To se zgodi med delitvijo celic. DNA odvije encim, DNA helikaza. Dvojne verige se ločijo in DNA polimeraza se pritrdi na posamezno verigo DNA in začne ustvarjati komplementarno verigo DNA na vsaki posamezni verigi. To ustvari dve novi enojni verigi DNA, ki tvorita novo dvojno vijačnico DNA. Komplementarno spajanje baz zagotavlja strukturo novo sintetizirane dvojne vijačnice DNA. Poleg tega ima osnovno parjenje bistveno vlogo pri biosintezi beljakovin. To se deli na transkripcijo in prevod. Med transkripcijo se dvojna vijačnica DNA odvije in komplementarne verige se ločijo med seboj. To naredi tudi encim helikaza. RNK polimeraza se veže na eno verigo DNA in tvori komplementarno RNA. V RNA se namesto timina uporablja uracil, ki ima v primerjavi z DNA tako imenovani polyA rep. RNA se vedno konča v nizu adeninov. RNA ostaja tudi ena sama veriga in služi za sintezo beljakovin med prevajanjem. Vrsta beljakovin je odvisna od določenega gen ki so ga prebrali in uporabili kot predlogo za biosintezo beljakovin.
Bolezni in motnje
Erwin Chargaff je ugotovil, da je število baze adenin in timin ter gvanin in citozin je 1: 1. James D. Watson in Francis Harry Compton Crick sta sčasoma ugotovila, da obstaja komplementarno osnovno povezovanje adenina in timina ter gvanina in citozina. To se imenuje seznanjanje Watson-Crick. Vendar pa lahko pride do nenavadnega osnovnega seznanjanja zaradi različnih motenj, na primer obratnega seznanjanja Watson-Crick. Druga napaka osnovnega seznanjanja je nihanje. To so seznanitve v nasprotju s seznanjanjem Watson-Crick, na primer GU, GT ali AC. Te napake se lahko pojavijo med razmnoževanjem DNA in jih je treba nato odpraviti s popravilom DNA. Mutacije se lahko pojavijo kot posledica napačnega seznanjanja osnov. Ni nujno, da te mutacije škodujejo. Obstajajo tako imenovane tihe mutacije, pri katerih se osnovni par zamenja z drugim parom, vendar to ne povzroči nobenih funkcionalnih ali strukturnih motenj za sintetizirane beljakovine. Vendar pa v primeru srpastih celic anemija, mutacija je razlog za nastanek nefunkcionalne rdeče kri celic. Mutacija neposredno vpliva hemoglobina, ki je odgovoren za kisik prevoz v kri. Hudo in življenjsko nevarno motnje krvnega obtoka in anemija rezultat.
