ПИРИМИДИНИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

На пиримидини са циклично молекули, богати на азот. Те са част от нуклеотидите, които от своя страна са основните структурни съставки на нуклеиновите киселини.

В допълнение към присъствието си в нуклеинови киселини, нуклеотидите, образувани от пиримидини, имат важна роля като вътреклетъчни пратеници и участват в регулацията на пътя на биосинтеза на гликоген и фосфолипид.

Източник: BruceBlaus. Служители на Blausen.com (2014). „Медицинска галерия на Blausen Medical 2014“. WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436.

Основната разлика между пиримидин и пурин е в структурата: първият е изграден от един пръстен, докато във втория откриваме пръстен от пиримидини, присъединен към имидазолов пръстен.

Пиримидиновите пръстени се намират и в някои синтетични лекарства, като барбитурати и тези, използвани за лечение на ХИВ.

Характеристики и структура

Пиримидините са ароматни химични съединения, чиято структура е циклична (единичен пръстен) и плоска.

Най-разпространените пиримидини в природата са урацил (молекулна формула 2,4-дихидроксипиримидин), цитозин (2-хидрокси-4-аминопиримидин) и тимин (2,4-дихидрокси-5-метилпиримидин).

Моларната маса е около 80 g / mol, с плътност 1,016 g / cm. Те са разтворими във вода и благодарение на пръстените си имат свойството да абсорбират светлина на максимум 260 нанометра.

Характеристика

-Структурни блокове на нуклеинови киселини

Нуклеиновите киселини са биополимери, съставени от мономери, наречени нуклеотиди. От своя страна нуклеотидите се състоят от: (i) пет въглеродна захар, (ii) фосфатна група и (iii) азотна основа.

Пиримидини в ДНК и РНК

Азотните основи са плоски циклични съединения, които се класифицират в пурини и пиримидини.

В сравнение с пуриковите основи, пиримидините са по-малки (не забравяйте, че структурата на първия се състои от два кондензирани пръстена, а един от тях е пиримидинов пръстен).

Този факт има последствия, когато става въпрос за сдвояване в ДНК двойната спирала: за да се установи стабилна структура, пурини се свързват само с пиримидин.

Както споменахме по-рано, трите най-разпространени пиримидини в природата са урацил, цитозин и тимин.

Една от основните разлики между ДНК и РНК е съставът на пиримидини, които съставляват неговата структура. Урацил и цитозин са част от нуклеотидите в РНК. За разлика от тях цитозинът и тиминът се намират в ДНК.

Въпреки това, малки количества от тиминови нуклеотиди се намират в трансферните РНК.

В нуклеотидите пиримидините се свързват с въглерод 1 от рибоза чрез азота, разположен в позиция 1.

-Екстрацелуларни пратки

Нуклеотидите, съдържащи пиримидини (и също пурини), са молекули, които изпълняват ролята на извънклетъчен пратеник. Те са отговорни за регулирането на различни функции в почти всяка клетка в тялото.

Тези нуклеотиди се освобождават от увредените клетки или могат да бъдат секретирани по нелитичен път и да взаимодействат със специфични рецептори на клетъчната мембрана.

Специфичните мембранни рецептори се наричат ​​P2 рецептори и се класифицират в две фамилии: P2Y или метаботропни и P2X или йонотропни.

-Междинен метаболизъм

Пиримидиновите нуклеотиди участват в пътищата за биологичен синтез на други компоненти. Пример за това участие е пътят на биосинтеза на гликоген и фосфолипид.

Увреждане на ДНК

Една от най-често срещаните лезии в молекулата на ДНК възниква на нивото на пиримидини, по-специално при образуването на димери между тиминовите основи. Тоест между две от тези молекули се образува връзка.

Това се дължи на ултравиолетово лъчение (от излагане на слънце), което ДНК получава, или поради излагане на мутагенни агенти.

Образуването на тези пиримидинови димери изкривява ДНК двойната спирала, причинявайки проблеми, когато става въпрос за репликация или преписване. Ензимът, отговорен за коригирането на това събитие, се нарича фотоляза.

Пиримидинов метаболизъм

-синтез

Преглед

Синтезът на азотни основи - и пурини, и пиримидини - е основен елемент за живота, тъй като те са суровината за синтезиране на нуклеинови киселини.

Общата схема на синтеза на пиримидини се различава в основен аспект със синтеза на пурини: пръстенът на пиримидини се сглобява преди закрепване към рибоза-5-фосфат.

реакции

Молекулата, наречена карбамоил аспартат, има всички елементи (атоми), необходими за синтеза на пиримидинов пръстен. Това се образува с помощта на реакция на кондензация между аспартат и карбомоил фосфат.

Карбомоилфосфатният предшественик се образува в клетъчната цитоплазма чрез реакция, катализирана от ензима карбамоилфосфатна синтетаза, чиито субстрати са въглероден диоксид (CO ₂) и АТФ. Съединението в резултат на окисляването на карбамоил аспартат е оротна киселина.

Любопитно е, че карбамоилфосфат синтетазата е ензим, общ за описания път и за цикъла на уреята. Те обаче се различават в някои аспекти, свързани с тяхната дейност; Например, тази версия на ензима използва глутамин и не NH ₃ като източник на азот.

След като пръстенът се затвори, той може да бъде превърнат в други съединения като уридин трифосфат (UTP), цитидин трифосфат (CTP) и тимидилат.

Деградация

Катаболни (или разпадни) реакции, включващи пиримидини, се провеждат в черния дроб. За разлика от пурините, веществата, произведени от катаболизъм, не образуват кристали при натрупване, събитие, което причинява подагра при пациенти, които натрупват това отпадъчно вещество.

Генерираните съединения са въглероден диоксид, вода и урея. Цитозинът може да се премести в друг пиримидин (урацил) и след това да продължи пътя на разграждането в множество междинни продукти.

Диетични изисквания

Пиримидините, подобно на пурините, се синтезират от клетката в количества, които отговарят на изискванията на клетката. Именно поради тази причина няма минимални изисквания за азотни основи в диетата. Въпреки това, когато тези молекули се консумират, тялото има способността да ги рециклира.

Препратки

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Съществена клетъчна биология. Garland Science.
2. Cooper, GM, & Hausman, RE (2007). Клетката: молекулен подход. Вашингтон, окръг Колумбия, Съндърланд, МА.
3. Griffiths, AJ (2002). Съвременен генетичен анализ: интегриране на гени и геноми. Macmillan.
4. Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). Въведение в генетичния анализ. Macmillan.
5. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Биохимия: текст и атлас. Panamerican Medical Ed.
6. Passarge, E. (2009). Генетичен текст и атлас. Panamerican Medical Ed.