ベースペアリング

塩基対は、デオキシリボ核酸（DNA）またはリボ核酸（RNA）で互いに反対側にある2つの核酸塩基で構成され、互いに結合し、水素結合を利用して二本鎖を形成します。これは生物のゲノム情報であり、遺伝子が含まれています。不良品 ベースペアリング 突然変異を引き起こす可能性があります。

ベースペアリングとは何ですか？

塩基対は核酸塩基で構成されています。それはDNAまたはRNAの要素です。これらの核酸塩基は、次に、リン酸またはリン酸および糖であるデオキシリボースと一緒になってヌクレオチド（塩基）を形成する。

リン酸とデオキシリボースはすべてのヌクレオチドで同じで、DNAのバックボーンを形成します。塩基とデオキシリボースはヌクレオシドとして知られています。リン酸残基は、DNAが負に帯電していて親水性でもあり、水との相互作用があることを意味します。

ヌクレオチドは塩基のみが異なります。 DNAまたはRNAの構成要素であるかどうかに応じて、5つの塩基が区別されます。塩基はアデニン（A）とグアニン（G）で、これらはプリンに属しています。チミン（T）、シトシン（C）、ウラシル（U）はピリミジンです。プリンは複素環式有機化合物であり、ピリミジンは複素環式芳香族有機化合物です。

DNAには、アデニンとチミン（A-T）、グアニンとシトシン（G-C）の塩基対があります。一方、RNAの場合、アデニンとウラシル（A-U）の間、およびグアニンとシトシン（G-C）の間で塩基対が発生します。この塩基対は相補的と呼ばれます。

ペアリングは水素結合によって作成されます。これは、水素原子と別の原子上の孤立電子対の間の相互作用です。水素原子はここで共有結合します。これは、ある原子の価電子と別の原子の原子核の間に相互作用がある化学結合です。塩基対は、DNAのサイズの尺度としても使用されます。1bpは1に対応し、1 kbは1000塩基対またはヌクレオチドに対応します。

機能とタスク

塩基のペアリングはDNAの構造に不可欠な機能を持っています。 DNAは二重らせんとして発生します。二重らせんの空間配置はB-DNAと呼ばれ、右巻きの二本鎖らせんは、A形状とは対照的に、より緩やかな配置になります。

アデニンとチミンが塩基対になると、2つの水素結合が形成されます。対照的に、グアニンとシトシンのペアリングは3つの水素結合を作成します。プリンとピリミジンの間の塩基対により、2つのDNA鎖間の距離は常に同じです。 DNAは規則的な構造をしており、DNAヘリックスの直径は2 nmです。らせん内で360°の完全な回転が10塩基対ごとに発生し、長さは3.4 nmです。

塩基対形成は、DNA複製においても重要な役割を果たします。 DNA複製は、開始期、伸長期、終了期に分けられます。これは細胞分裂の間に起こります。 DNAはDNAヘリカーゼと呼ばれる酵素によってほどかれます。二本鎖は互いに分離され、DNAポリメラーゼは一本鎖DNAに付着し、各一本鎖上に相補的なDNA鎖を生成し始めます。これにより、DNAの2つの新しい1本鎖が作成され、新しいDNA二重らせんを形成します。

新しく合成されたDNA二重らせんの構造は、相補的な塩基のペアリングによって保証されます。さらに、塩基対形成はタンパク質生合成において重要な役割を果たします。これは転写と翻訳に分かれています。転写中、DNAの二重らせんが解かれ、相補鎖が互いに分離されます。これは酵素ヘリカーゼによっても行われます。

RNAポリメラーゼはDNAの一本鎖に結合し、それに相補的なRNAを形成します。 RNAの場合、チミンの代わりにウラシルが使用され、DNAと比較して、それはいわゆるポリAテールを持っています。 RNAは常に一連のアデニンで終わります。 RNAも一本鎖のままで、翻訳中にタンパク質を合成するために使用されます。タンパク質の種類は、読み込まれ、タンパク質合成のテンプレートとして使用されたそれぞれの遺伝子によって異なります。

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病気と病気

アーウィン・シャルガフは、アデニンとチミン、グアニンとシトシンの塩基数が1：1であることを発見しました。ジェームスD.ワトソンとフランシスハリーコンプトンクリックは、アデニンとチミン、グアニンとシトシンの相補的な塩基対合があることをようやく見出しました。これは、Watson-Crickペアリングとして知られています。

ただし、さまざまな障害により、ワトソン・クリックの逆ペアリングなどの異常な塩基ペアリングが発生する可能性があります。ベースペアリングの別の誤った形式は、ウォブルペアリングです。これらは、G-U、G-T、またはA-CなどのWatson-Crickペアリングとは逆のペアリングです。これらのエラーはDNA複製中に発生する可能性があり、DNA修復によって排除する必要があります。

不適切な塩基の組み合わせは変異を引き起こす可能性があります。これらの変異は有害である必要はありません。塩基対が別の対と交換される、いわゆるサイレント変異がありますが、合成されたタンパク質の機能的または構造的障害にはなりません。しかしながら、鎌状赤血球貧血の場合、突然変異が機能しない赤血球の形成の理由です。この変異は、血中の酸素輸送に関与するヘモグロビンに直接影響します。深刻で生命にかかわる循環障害と貧血が発生します。