- ลักษณะและโครงสร้าง
- คุณสมบัติ
- - โครงสร้างของกรดนิวคลีอิก
- Pyrimidines ใน DNA และ RNA
- -Extracellular messengers
- - การเผาผลาญระดับกลาง
- ความเสียหายของดีเอ็นเอ
- การเผาผลาญของไพริมิดีน
- -สังเคราะห์
- ภาพรวม
- ปฏิกิริยา
- การปลด
- ความต้องการอาหาร
- อ้างอิง
ไซมีวนโมเลกุลที่อุดมไปด้วยไนโตรเจน พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของนิวคลีโอไทด์ซึ่งเป็นองค์ประกอบโครงสร้างพื้นฐานของกรดนิวคลีอิก
นอกเหนือจากการมีอยู่ในกรดนิวคลีอิกแล้วนิวคลีโอไทด์ที่เกิดจากไพริมิดีนยังมีหน้าที่สำคัญในการเป็นผู้ส่งสารภายในเซลล์และมีส่วนร่วมในการควบคุมวิถีการสังเคราะห์ไกลโคเจนและฟอสโฟลิปิด
ที่มา: BruceBlaus เจ้าหน้าที่ Blausen.com (2014) "แกลเลอรีทางการแพทย์ของ Blausen Medical 2014" WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436
ความแตกต่างหลักระหว่างไพริมิดีนและพิวรีนอยู่ในโครงสร้าง: เดิมประกอบด้วยวงแหวนเดียวในขณะที่ในช่วงหลังเราพบวงแหวนของไพริมิดีนที่เชื่อมต่อกับวงแหวนอิมิดาโซล
วงแหวนไพริมิดีนยังพบในยาสังเคราะห์บางชนิดเช่นบาร์บิทูเรตและยาที่ใช้ในการรักษาเอชไอวี
ลักษณะและโครงสร้าง
ไพริมิดีนเป็นสารประกอบทางเคมีอะโรมาติกที่มีโครงสร้างเป็นวงกลม (วงแหวนเดี่ยว) และแบน
ไพริมิดีนที่มีมากที่สุดในธรรมชาติ ได้แก่ ยูราซิล (สูตรโมเลกุล 2,4-dihydroxypyrimidine) ไซโตซีน (2-hydroxy-4-aminopyrimidine) และไทมีน (2,4-dihydroxy-5-methyl pyrimidine)
มวลโมลาร์อยู่ที่ประมาณ 80 กรัม / โมลโดยมีความหนาแน่น 1.016 กรัม / ซม. พวกมันละลายได้ในน้ำและด้วยวงแหวนจึงมีคุณสมบัติดูดซับแสงได้สูงสุด 260 นาโนเมตร
คุณสมบัติ
- โครงสร้างของกรดนิวคลีอิก
กรดนิวคลีอิกเป็นไบโอโพลีเมอร์ที่ประกอบด้วยโมโนเมอร์ที่เรียกว่านิวคลีโอไทด์ ในทางกลับกันนิวคลีโอไทด์ประกอบด้วย: (i) น้ำตาลห้าคาร์บอน (ii) หมู่ฟอสเฟตและ (iii) ฐานไนโตรเจน
Pyrimidines ใน DNA และ RNA
ฐานไนโตรเจนเป็นสารประกอบวัฏจักรแบนที่จำแนกออกเป็นพิวรีนและไพริมิดีน
เมื่อเทียบกับฐาน puric pyrimidine มีขนาดเล็กกว่า (โปรดจำไว้ว่าโครงสร้างของอดีตประกอบด้วยวงแหวนหลอมรวมสองวงและหนึ่งในนั้นคือวงแหวนไพริมิดีน)
ข้อเท็จจริงนี้มีผลตามมาในเรื่องการจับคู่ในเกลียวคู่ของ DNA: เพื่อสร้างโครงสร้างที่มั่นคงพิวรีนจะจับคู่กับไพริมิดีนเท่านั้น
ดังที่เราได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ pyrimidines ที่พบมากที่สุดสามชนิดในธรรมชาติ ได้แก่ uracil, cytosine และ thymine
ความแตกต่างพื้นฐานอย่างหนึ่งระหว่าง DNA และ RNA คือองค์ประกอบของไพริมิดีนที่ประกอบเป็นโครงสร้าง Uracil และ cytosine เป็นส่วนหนึ่งของนิวคลีโอไทด์ใน RNA ในทางตรงกันข้ามไซโตซีนและไทมีนพบในดีเอ็นเอ
อย่างไรก็ตามพบนิวคลีโอไทด์ของไทมีนในปริมาณเล็กน้อยในอาร์เอ็นเอที่ถ่ายโอน
ในนิวคลีโอไทด์ pyrimidines จับกับคาร์บอน 1 ของไรโบสผ่านไนโตรเจนที่ตำแหน่ง 1
-Extracellular messengers
นิวคลีโอไทด์ที่มีไพริมิดีน (และพิวรีนด้วย) เป็นโมเลกุลที่ทำหน้าที่ส่งสารนอกเซลล์ มีหน้าที่ควบคุมการทำงานต่าง ๆ ในแทบทุกเซลล์ในร่างกาย
นิวคลีโอไทด์เหล่านี้ถูกปล่อยออกมาจากเซลล์ที่เสียหายหรืออาจถูกหลั่งออกมาโดยวิถีที่ไม่เป็นน้ำเหลืองและทำปฏิกิริยากับตัวรับเฉพาะบนเยื่อหุ้มเซลล์
ตัวรับเมมเบรนเฉพาะเรียกว่าตัวรับ P2 และแบ่งออกเป็นสองตระกูล: P2Y หรือเมตาโบโทรปิกและ P2X หรือไอโอโนโทรปิก
- การเผาผลาญระดับกลาง
ไพริมิดีนนิวคลีโอไทด์มีส่วนเกี่ยวข้องกับวิถีการสังเคราะห์ทางชีวภาพของส่วนประกอบอื่น ๆ ตัวอย่างของการมีส่วนร่วมนี้คือวิถีการสังเคราะห์ไกลโคเจนและฟอสโฟลิปิด
ความเสียหายของดีเอ็นเอ
หนึ่งในรอยโรคที่พบบ่อยที่สุดในโมเลกุลของดีเอ็นเอเกิดขึ้นที่ระดับของไพริมิดีนโดยเฉพาะในการสร้างไดเมอร์ระหว่างฐานไทมีน นั่นคือพันธะเกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลทั้งสองนี้
สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากรังสีอัลตราไวโอเลต (จากแสงแดด) ที่ DNA ได้รับหรือเนื่องจากการสัมผัสกับสารก่อกลายพันธุ์
การก่อตัวของ pyrimidine dimers เหล่านี้บิดเบือนดีเอ็นเอเกลียวคู่ทำให้เกิดปัญหาในการจำลองหรือถอดเสียง เอนไซม์ที่รับผิดชอบในการแก้ไขเหตุการณ์นี้เรียกว่าโฟโตไลเอส
การเผาผลาญของไพริมิดีน
-สังเคราะห์
ภาพรวม
การสังเคราะห์ฐานไนโตรเจนทั้งพิวรีนและไพริมิดีนเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของชีวิตเนื่องจากเป็นวัตถุดิบในการสังเคราะห์กรดนิวคลีอิก
โครงร่างทั่วไปของการสังเคราะห์ไพริมิดีนแตกต่างจากการสังเคราะห์พิวรีนโดยพื้นฐานคือวงแหวนไพริมิดีนถูกประกอบขึ้นก่อนที่จะจับกับไรโบส -5- ฟอสเฟต
ปฏิกิริยา
โมเลกุลที่เรียกว่า carbamoyl aspartate มีองค์ประกอบ (อะตอม) ทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์วงแหวนไพริมิดีน สิ่งนี้เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาการควบแน่นระหว่างแอสพาเทตกับคาร์โบโมอิลฟอสเฟต
สารตั้งต้นของคาร์โบโมอิลฟอสเฟตเกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมของเซลล์โดยปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์คาร์บามอยล์ฟอสเฟตซินเตเทสซึ่งพื้นผิวคือคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2 ) และ ATP สารประกอบที่เกิดจากการออกซิเดชั่นของ carbamoyl aspartate คือกรด orotic
เป็นที่น่าสงสัยว่า carbamoyl phosphate synthetase เป็นเอนไซม์ที่พบได้ทั่วไปในทางเดินที่อธิบายและวัฏจักรของยูเรีย อย่างไรก็ตามมีความแตกต่างกันในบางแง่มุมที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมของพวกเขา ตัวอย่างเช่นรุ่นของเอนไซม์นี้ใช้ glutamine และไม่ NH 3เป็นแหล่งไนโตรเจน
เมื่อวงแหวนปิดลงแล้วสามารถเปลี่ยนเป็นสารประกอบอื่น ๆ เช่นยูริดีนไตรฟอสเฟต (UTP), ไซติดีนไตรฟอสเฟต (CTP) และไธมิดิเลต
การปลด
ปฏิกิริยา catabolic (หรือสลาย) ที่เกี่ยวข้องกับ pyrimidines เกิดขึ้นในตับ ซึ่งแตกต่างจากพิวรีนสารที่เกิดจากการสลายตัวจะไม่ก่อตัวเป็นผลึกเมื่อสะสมซึ่งเป็นเหตุการณ์ที่ทำให้เกิดโรคเกาต์ในผู้ป่วยที่สะสมของเสียนี้
สารประกอบที่สร้างขึ้นคือคาร์บอนไดออกไซด์น้ำและยูเรีย Cytosine สามารถย้ายไปยัง pyrimidine (uracil) อื่นจากนั้นดำเนินการตามเส้นทางการย่อยสลายในตัวกลางหลาย ๆ
ความต้องการอาหาร
Pyrimidines เช่นเดียวกับพิวรีนถูกสังเคราะห์โดยเซลล์ในปริมาณที่ตรงตามความต้องการของเซลล์ ด้วยเหตุนี้จึงไม่มีข้อกำหนดขั้นต่ำสำหรับฐานไนโตรเจนในอาหาร อย่างไรก็ตามเมื่อมีการใช้โมเลกุลเหล่านี้ร่างกายจะสามารถรีไซเคิลได้
อ้างอิง
- Alberts, B. , Bray, D. , Hopkin, K. , Johnson, AD, Lewis, J. , Raff, M. , … & Walter, P. (2013) ชีววิทยาของเซลล์ที่จำเป็น การ์แลนด์วิทยาศาสตร์.
- Cooper, GM และ Hausman, RE (2007) เซลล์: วิธีการทางโมเลกุล วอชิงตันดีซีซันเดอร์แลนด์แมสซาชูเซตส์
- Griffiths, AJ (2002). การวิเคราะห์ทางพันธุกรรมสมัยใหม่: การรวมยีนและจีโนม Macmillan
- Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005) ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการวิเคราะห์ทางพันธุกรรม Macmillan
- Koolman, J. , & Röhm, KH (2005). ชีวเคมี: ข้อความและแผนที่ Panamerican Medical Ed.
- Passarge, E. (2009). ข้อความพันธุศาสตร์และแผนที่ Panamerican Medical Ed.