Bases de nitrogênio o que são, classificação, funções

Quais são as bases de nitrogênio?

As bases de nitrogênio Eles são compostos orgânicos heterocíclicos, ricos em nitrogênio. Eles fazem parte dos blocos estruturais de ácidos nucleicos e outras moléculas de interesse biológico, como nucleosídeos, tincleotídeos e mensageiros intracelulares. Em outras palavras, as bases nitrogenadas fazem parte das unidades que formam ácidos nucleicos (RNA e DNA) e as outras moléculas mencionadas.

Existem dois grupos principais de bases de nitrogênio: bases puratrais ou purinas e bases de pirimidina ou pirimidina. A adenina e a guanina pertencem ao primeiro grupo, enquanto Timina, citosina e uracil são bases de pirimidina. Geralmente essas bases são indicadas pela primeira letra: A, G, T, C e U U.

Diferentes bases de nitrogênio no DNA e RNA.
Fonte: Usuário: Sponktranslation: Usuário: JCFIDY [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)]

Os blocos de DNA são A, G, T e C. Nesta ordem base, todas as informações necessárias para a construção e desenvolvimento de um organismo vivo são codificadas. No RNA, os componentes são os mesmos, apenas que o T é substituído pelo U.

Estrutura e classificação

As bases de nitrogênio são moléculas planas, do tipo aromático e heterocíclico que geralmente são derivadas de purinas ou pirimidinas.

Anel de pirimidina

Estrutura química da pirimidina.

O anel de pirimidina são anéis aromáticos heterocíclicos com seis membros e com dois átomos de nitrogênio. Os átomos são numerados seguindo o significado das agulhas do relógio.

Anel de purin

Estrutura química de purina.

O anel Purin consiste em um sistema de dois rings: um é estruturalmente semelhante ao anel de pirimidina e outro semelhante ao anel imidazol. Esses nove átomos são mesclados em um único anel.

O anel de pirimidinas é um sistema plano, enquanto os purinos se desviam um pouco desse padrão. Entre o anel imidazol e o anel de pirimidina, uma ligeira dobra ou ruga foi relatada.

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Propriedades de bases de nitrogênio

Aromaticidade

Em química orgânica, um anel aromático É definido como uma molécula cujos elétrons de ligações duplas têm circulação livre dentro da estrutura cíclica. A mobilidade dos elétrons dentro do anel dá estabilidade à molécula -se a comparamos com a mesma molécula -mas com os elétrons fixos nas ligações duplas.

A natureza aromática deste sistema de anéis lhes dá a capacidade de experimentar um fenômeno chamado CETO-ENOL Tautomeía.

Absorção de luz UV

Outra propriedade de purinas e pirimidinas é a capacidade de absorver fortemente a luz ultravioleta (luz UV). Esse padrão de absorção é uma conseqüência direta da aromaticidade de seus anéis heterocíclicos.

O espectro de absorção tem um máximo próximo de 260 nm. Os pesquisadores usam esse padrão para quantificar a quantidade de DNA em suas amostras.

Solubilidade em água

Graças ao forte caráter aromático das bases nitrogenadas, essas moléculas são praticamente insolúveis na água.

Como as bases nitrogenadas acasalam?

Em uma ponte de hidrogênio, dois átomos eletronegativos compartilham um próton entre as bases. Para a formação de uma ponte de hidrogênio, é necessária a participação de um átomo de hidrogênio com uma leve carga positiva e um aceitador com uma pequena carga negativa.

A ponte é formada entre um H e um o. Esses links são fracos e devem ser, pois o DNA deve ser facilmente aberto para replicar.

Regra de Chargoff

Os pares de bases formam as pontes de hidrogênio seguindo o seguinte padrão de acasalamento de purina-piimidina conhecido como regra de Chargoff: Guanina olha para cima com citosina e adenina com timina.

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O par GC forma três podem hidrogênio entre si, enquanto o ateu está ligado apenas por duas pontes. Assim, podemos prever que um DNA com maior conteúdo de GC será mais estável.

Cada uma das correntes (ou os corrimãos em nossa analogia), corra em direções opostas: um 5 '→ 3' e o outro 3 '→ 5'.

Funções das bases de nitrogênio

Blocos estruturais de ácidos nucleicos

Os seres orgânicos têm um tipo de biomoléculas chamadas ácidos nucleicos. Estes são polímeros de um tamanho considerável formado de monômeros repetidos: nucleotídeos, unidos por meio de um link especial, chamado Phosphodiéster Bond. Eles são classificados em dois tipos básicos, DNA e RNA.

Cada nucleotídeo é formado por um grupo de fosfato, um açúcar (do tipo desoxirribose no DNA e ribose no RNA) e uma das cinco bases nitrogenadas: a, t, g, c e u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u. Quando o grupo fosfato não está presente, a molécula é chamada de nucleosídeo.

Em DNA

O DNA é o material genético dos seres vivos (com exceção de alguns vírus que usam principalmente o ARN). Usando o código das 4 bases, o DNA possui a sequência para todas as proteínas que existem nos organismos, além de elementos que regulam a expressão do mesmo.

Em RNA

Como o DNA, o RNA é um polímero nucleotídico, com a exceção de que a base T é substituída pelo U. Esta molécula está na forma de uma banda simples e atende a uma ampla gama de funções biológicas.

Blocos estruturais de nucleosídeos triposfatos

As bases nitrogenadas fazem parte dos nucleosídeos dos trifosfatos, uma molécula que, como DNA e RNA, é de interesse biológico. Além da base, ela é constituída por um pentose e três grupos de fosfato juntos através de links de alta energia.

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AutoCoid

Embora a maioria dos nucleosídeos não tenha atividade biológica significativa, a adenosina é uma exceção acentuada em mamíferos. Isso funciona como um autacoid, análogo a um "hormônio local" e como um neuromodulador.

Esse nucleosídeo circula livremente pela corrente sanguínea e atua localmente, com diversos efeitos na dilatação dos vasos sanguíneos, contrações musculares lisas, descargas neuronais, liberação de neurotransmissores e no metabolismo das gorduras. Também está relacionado à regulamentação da frequência cardíaca.

Blocos estruturais dos elementos regulatórios

Uma quantidade importante de vias metabólicas comuns nas células possuem mecanismos de regulação com base nos níveis de ATP, ADP e AMP. ETAs duram duas moléculas têm a mesma estrutura do ATP, mas perderam um e dois grupos de fosfato, respectivamente.

Blocos estruturais de coenzimas

Em várias etapas de vias metabólicas, as enzimas não podem agir sozinho. Eles precisam de moléculas adicionais para cumprir suas funções; Esses elementos são chamados de coenzimas ou cosustratos, sendo o último termo mais apropriado, uma vez que as coenzimas não são cataliticamente ativas.

Nessas reações catalíticas, é necessário transferir elétrons ou grupo de átomos para outro substrato. As moléculas auxiliares que participam deste fenômeno são coenzimas.

Bases nitrogenadas são elementos estruturais desses cofatores. Entre os mais reconhecidos estão os nucleotídeos de pirimidina (NAD⁺, NADP⁺), FMN, moda e a coenzima para. Eles participam de vias metabólicas muito importantes, como a glicólise, o ciclo de Krebs, a fotossíntese, entre outros.

Referências

1. Alberts, b., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. (2013). Biologia celular essencial. Garland Science.
2. Cooper, g. M., & Hausman, r. E. (2007). A célula: uma abordagem molecular. Washington, DC, Sunderland, MA.