PYRIMIDINER: EGENSKAPER, STRUKTUR, FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

De pyrimidinerna är cykliskt molekyler rika på kväve. De är en del av nukleotiderna, som i sin tur är de grundläggande strukturella beståndsdelarna i nukleinsyror.

Förutom deras närvaro i nukleinsyror har nukleotiderna som bildas av pyrimidiner en viktig roll som intracellulära budbärare och deltar i regleringen av glykogen- och fosfolipidbiosyntesvägar.

Källa: BruceBlaus. Blausen.com-personal (2014). "Medicinskt galleri för Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436.

Huvudskillnaden mellan en pyrimidin och en purin är i strukturen: de förstnämnda består av en enda ring, medan i den senare hittar vi en ring av pyrimidiner förenade med en imidazolring.

Pyrimidinringar finns också i vissa syntetiska läkemedel, såsom barbiturater och de som används för att behandla HIV.

Egenskaper och struktur

Pyrimidiner är aromatiska kemiska föreningar vars struktur är cyklisk (en enda ring) och platt.

De vanligaste pyrimidinerna i naturen är uracil (molekylformel 2,4-dihydroxypyrimidin), cytosin (2-hydroxi-4-aminopyrimidin) och tymin (2,4-dihydroxi-5-metylpyrimidin).

Molmassan är cirka 80 g / mol med en densitet av 1,016 g / cm. De är lösliga i vatten och tack vare sina ringar har de egenskapen att absorbera ljus på maximalt 260 nanometer.

Funktioner

-Strukturella block av nukleinsyror

Nukleinsyror är biopolymerer som består av monomerer som kallas nukleotider. I sin tur består nukleotiderna av: (i) ett femkolsocker, (ii) en fosfatgrupp och (iii) en kvävehaltig bas.

Pyrimidiner i DNA och RNA

Kvävebaser är plana cykliska föreningar som klassificeras i puriner och pyrimidiner.

Jämfört med puriska baser är pyrimidiner mindre (kom ihåg att strukturen hos den förra består av två smälta ringar, och en av dem är en pyrimidinring).

Detta faktum har konsekvenser när det gäller parning i DNA-dubbel spiral: för att upprätta en stabil struktur, kopplas puriner endast till en pyrimidin.

Som vi nämnde tidigare är de tre vanligaste pyrimidinerna i naturen uracil, cytosin och tymin.

En av de grundläggande skillnaderna mellan DNA och RNA är sammansättningen av pyrimidiner som utgör dess struktur. Uracil och cytosin är en del av nukleotiderna i RNA. Däremot finns cytosin och tymin i DNA.

Emellertid finns små mängder av tyminnukleotider i överförings-RNA.

I nukleotider binder pyrimidiner till kol 1 av ribos genom kvävet beläget vid position 1.

-Extracellulära budbärare

Nukleotiderna som innehåller pyrimidiner (och även puriner) är molekyler som fyller en extracellulär budbärarroll. De ansvarar för att reglera olika funktioner i praktiskt taget alla celler i kroppen.

Dessa nukleotider frisätts från skadade celler eller de kan utsöndras genom en icke-lytisk väg och interagera med specifika receptorer på cellmembranet.

Specifika membranreceptorer kallas P2-receptorer och klassificeras i två familjer: P2Y eller metabotrop och P2X eller jonotrop.

-Medel metabolism

Pyrimidinnukleotider är involverade i vägar för biologisk syntes av andra komponenter. Ett exempel på detta deltagande är glykogen- och fosfolipidbiosyntesvägen.

DNA-skada

En av de vanligaste lesionerna i DNA-molekylen förekommer vid nivån av pyrimidiner, speciellt vid bildning av dimerer mellan tyminbaserna. Det vill säga en bindning bildas mellan två av dessa molekyler.

Detta inträffar på grund av ultraviolett strålning (från exponering för solen) som DNA får, eller på grund av exponering för mutagena medel.

Bildningen av dessa pyrimidindimerer snedvrider DNA-dubbel spiralen och orsakar problem när det gäller replikering eller transkription. Det enzym som ansvarar för att korrigera denna händelse kallas fotolyas.

Pyrimidin metabolism

-Syntes

Översikt

Syntesen av kvävebaser - både puriner och pyrimidiner - är ett grundläggande element för livet, eftersom de är råmaterialet för att syntetisera nukleinsyror.

Det allmänna schemat för syntes av pyrimidiner skiljer sig i en grundläggande aspekt med syntesen av puriner: ringen av pyrimidiner monteras innan den förankras till ribose-5-fosfat.

reaktioner

Molekylen kallad karbamoylaspartat har alla element (atomer) som är nödvändiga för syntes av en pyrimidinring. Detta bildas med hjälp av en kondensationsreaktion mellan ett aspartat och ett karbomylfosfat.

Karbomoylfosfatförstadiet bildas i cellcytoplasma genom en reaktion katalyserad av enzymet karbamoylfosfat-syntetas, vars substrat är koldioxid (CO ₂ ) och ATP. Föreningen som är resultatet av oxidationen av karbamoylaspartat är orotisk syra.

Det är konstigt att karbamoylfosfatsyntetas är ett enzym som är vanligt för den beskrivna vägen och ureacykeln. De skiljer sig dock åt i vissa aspekter relaterade till deras aktivitet; Till exempel, denna version av enzymet använder glutamin och inte NH ₃ som kvävekälla .

När ringen har stängts kan den omvandlas till andra föreningar såsom uridintrifosfat (UTP), cytidintrifosfat (CTP) och tymidylat.

Degradering

Kataboliska reaktioner (eller nedbrytning) som involverar pyrimidiner äger rum i levern. Till skillnad från puriner bildar de ämnen som produceras av katabolismen inte kristaller när de ackumuleras, en händelse som orsakar gikt hos patienter som ackumulerar detta avfallsämne.

De genererade föreningarna är koldioxid, vatten och urea. Cytosin kan flytta till en annan pyrimidin (uracil) och sedan fortsätta nedbrytningsvägen i flera mellanprodukter.

Kostkrav

Pyrimidiner, liksom puriner, syntetiseras av cellen i mängder som uppfyller kraven i cellen. Det är av detta skäl som det inte finns några minimikrav för kvävebaser i kosten. Men när dessa molekyler konsumeras har kroppen förmågan att återvinna dem.

referenser

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M., … & Walter, P. (2013). Väsentlig cellbiologi. Garland Science.
2. Cooper, GM, & Hausman, RE (2007). Cellen: en molekylär strategi. Washington, DC, Sunderland, MA.
3. Griffiths, AJ (2002). Modern genetisk analys: integrering av gener och genom. Macmillan.
4. Griffiths, AJ, Wessler, SR, Lewontin, RC, Gelbart, WM, Suzuki, DT, & Miller, JH (2005). En introduktion till genetisk analys. Macmillan.
5. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Biokemi: text och atlas. Panamerican Medical Ed.
6. Passarge, E. (2009). Genetiktext och atlas. Panamerican Medical Ed.