Uracilstruktur, funktioner, egenskaper, syntes

han Uracil Det är en pyrimidin kvävebas, som finns i ribonukleinsyra (RNA). Detta är en av egenskaperna som skiljer RNA från deoxyribonukleinsyra (DNA), eftersom den senare har Timina istället för uracil. Båda ämnena, Uracil och Timina, skiljer sig bara om att den andra har en metylgrupp.

Ur evolutionär synvinkel har det föreslagits att RNA var den första molekylen som lagrade genetisk information och fungerade som en katalysator i cellerna, före DNA och enzymer. På grund av detta tror man att Uracil hade en nyckelroll i livets utveckling.

Källa: Kemikungen [Public Domain]

I levande varelser finns inte uracilen fritt, men vanligtvis monofosfatnukleotider (UMP), difosfat (UDP) och Trfosfat (UTP). Dessa uracil nukleotider har olika funktioner, såsom RNA -biosyntes och glykogen, isomer interkonversion av sockerarter och syntas syntaminreglering.

[TOC]

Struktur och egenskaper

Uracil, kallad 2,4-dioxipiridin, har den empiriska formeln c₄H₄N₂ANTINGEN₂, vars molekylvikt är 112,09 g/mol och renas som ett vitt pulver.

Strukturen för uridin är en heterocyklisk ring med fyra kolatomer och två kväve, med dubbla alternativa bindningar. Det är plan.

Den har en 50 mg/ml löslighet, 25 ºC, i 1M natriumhydroxid och en PKA mellan 7.9 och 8.2. Våglängden där dess maximala absorbans inträffar (ʎ_Max) Det är mellan 258 och 260 nm.

Biosyntes

Det finns en vanlig väg för biosyntes av pyrimidinnukleotider (uracil och cytokin). Det första steget är biosyntesen av karbamoilfosfat från CO₂ och NH₄⁺, som katalyseras av carbamoil syntetasfosfat.

Pyrimidin är byggd av kolfosfat och aspartat. Båda ämnena reagerar och bildar N-karbamoilaspartato, reaktion katalyserad av transcabamoilasa aspartat (ATCASA). Stängningen av pyrimidinringen kan dehydratiseras av dihydrootaset och producerar l-dihydrotatoat.

L-dihydrotoatet oxideras och förvandlas till orotat; Elektronacceptorn är NAD⁺. Det är en reaktion katalyserad av dihydroorotatdehydrogenas. Nästa steg består i överföringen av fosforibosylgruppen, från fosforibosylpyrofosfat (PRPP), för att orotera. Gradidilato -form (WPO) och oorganisk piroffosfat (PPI), katalyserad av fosforibosyl -orotattransferas.

Det sista steget består av dekarboxylering av pyrimidinringen i gruppen (WPO). Uridilaato-form (Uridin-5'-monofosfat, UMP), som är katalyserad av ett decarboxylas.

Sedan, genom deltagande av ett kinas, överförs en fosfatgrupp från ATP till UMP och bildar UDP (Uridin-5'-difosfat). Det senare upprepas och bildar UTP (Uridin-5'-triffosfat).

Kan tjäna dig: grenar av biologi och vad studerar de

Biosyntesreglering

I bakterier sker regleringen av pyrimidinbiosyntes genom negativ återkoppling, på transcabamoilasa aspartatnivå (ATCASA).

Detta enzym hämmas av CTP (Citidin-5'-trofosfat), som är den slutliga produkten av biosyntesvägen för pyrimidiner. Atcas.

Hos djur sker regleringen av pyrimidinbiosyntes genom negativ återkoppling, på nivån för två enzymer: 1) karbamoilsyntas II -fosfat, som hämmas av UTP och aktiveras av ATP och PRPP; och 2) OMP -diskarboxylaset, som hämmas av produkten av reaktionen som hon själv katalyserar, ump. OMP: s biosynteshastighet varierar med tillgängligheten av PRPP.

Funktion i biosyntesen av RNA

Uracil finns i alla typer av RNA, såsom messenger RNA (MNA), överförings -RNA (ARNT) och ribosomal RNA (RNA). Biosyntesen av dessa molekyler sker genom en process som kallas transkription.

Under transkript kopieras informationen i DNA i RNA genom ett PON -polymeras -RNA. Den omvända processen, i vilken informationen i RNA kopieras i DNA, sker i vissa virus och växter genom det omvända transkriptaset.

RNA -biosyntes behöver tryposfatnukleosider (NTP), nämligen: tryfosfaturidin (UTP), tryposfatcytidin (CTP), adenin tryposfatadenin (ATP) och tryfosfat guanin (GTP). Reaktionen är:

(RNA)_{n avfall} + Ntp -> (RNA)_N+1 avfall + ppi

Oorganisk pyrofosfat (PPI) hydrolys ger energi för biosyntes av RNA.

Funktion i sockerbiosyntes

Sockerestrar är mycket vanliga i levande organismer. Några av dessa estrar är difosforna hos nukleosidestrar, såsom UDP-socker, som är mycket rik i celler. UDP-socker involverar biosyntes av disaccharider, oligosackarider och polysackarider.

I växter sker biosyntes av sackaros på två sätt: en huvud och en sekundär.

Huvudvägen består i överföringen av D-glukosen från UDP-D-glucosa till d-frucease för att bilda sackaros och UDP. Secondary Road innehåller två steg: det börjar med UDP-D-glukos och fruktos-6-fosfat och kulminerar med bildandet av sackaros och fosfat.

I bröstkörtlarna sker laktosbiosyntes från UDP-D-galaktos och glukos.

Kan tjäna dig: grenar av biokemi

I växter utförs cellulosabiosyntes genom kontinuerlig kondensation av beta-D-glykosylavfall, från UDP-glukos till den icke-reducerande slutet av den växande polyglukoskedjan. På liknande sätt kräver amylos- och amylopektinbiosyntes UDP-glukos som ett glukosdonatorsubstrat till den växande kedjan.

Hos djur används både UDP-glukos och ADP-glukos för glykogenbiosyntes. På liknande sätt kräver kondroitinsulfatbiosyntes UDP-xylos, UDP-galaktos och UDP-glukuronato.

Funktion i isomerisk sammankoppling av sockerarter

Omvandlingen av galaktos till en mellanhand av glykolys sker genom Leloir Road. Ett av stegen på denna rutt katalyseras av UDP-galaktos-4-epimerasenzymet, vilket underlättar sammankopplingen av UDP-galaktos till UDP-glukos.

Funktion i biosyntes av glykoproteiner

Under biosyntesen av glykoproteiner går proteiner genom CIS, medium och transsäckar av Golgi -apparaten.

Var och en av dessa väskor har en uppsättning enzymer som bearbetar glykoproteiner. Sockermonomerer, såsom glukos och galaktos.

Nukleotides-hexosen transporteras till Golgi-tankar av Antiporte. UDP-galaktosen (UDP-GAL) och UDP-N-acetylgalaktosamina (UDP-GALNAC) kommer in i tankarna från cytosolen med utbyte av UMP.

I Golgi -tanken hydrolyserar en fosfatas en fosfatgrupp av UDP- och UMP- och PI -formen. UDP kommer från reaktionerna katalyserade av galaktosyltransferas och N-acetylgalaktosamiltransferas. UMP som bildas av fosfatas tjänar till att utbyta nukleotider-hexos.

Funktion i regleringen av syntas

En mekanism för att reglera glutaminsyntas är den kovalenta modifieringen, som består av adenilation, som inaktiv och flank, som aktiv den. Denna kovalenta modifiering är reversibel och katalyserad av adenyltransferas.

Aktiviteten för adenyltransferas moduleras av föreningen av PII -proteinet, som regleras av en kovalent modifiering, uridinilation.

Både uridililation och offset utförs av uridililtransferase. I detta enzym beror uridilationsaktiviteten på glutamin och fosfat och aktiveras av föreningen av alfa-zotoglutarat och ATP till PII.

Funktion i RNA -utgåvan

Vissa RNM redigeras före översättning. I vissa eukaryota organismer, till exempel Trypanosoma brucei, Det finns utgåva av RNA från transkriptet av underenheten II -genen för cytokromoxidas. Detta händer genom att infoga uracilavfall, en reaktion katalyserad av terminal uridiltransferas.

Kan tjäna dig: curl: komposition, delar, betydelse

En guide -RNA, kompletterande till den redigerade produkten, fungerar som tempererad för redigeringsprocessen. Basparen som bildas mellan det initiala transkriptet och guiden RNA innebär baspar g = u som inte är Watson-rekord och är vanliga i RNA.

UDP-glukosbiosyntes

Under fysiologiska förhållanden är glykogenbiosyntes från glukos-1-fosfat termodynamiskt omöjligt (positivt ΔG). På grund av detta, före biosyntes, inträffar aktiveringen av glukos-1-fosfat (G1P). Denna G1P och UTP kombinerar reaktion för att bilda glukosdifosfat uridin (UDP-glukos eller UDPG).

Reaktionen katalyseras av pyrofosforyllaset i UDP-glukosen och är som följer:

G1P + UTP -> UDP -Glucosa + 2pi.

Gibbs Free Energy Variation i detta steg är stor och negativ (-33,5 kJ/mol). Under syrereaktionen attackerar G1P alforo alfa-fosforatomen i UDP-glukos och oorganiskt pyrofosfat (PPI). Sedan hydrolyseras PPI av en oorganisk pyrofosfater, vars hydrolysenergi är den som driver den allmänna reaktionen.

UDP-glukos är ett "högenergi" -ämne. Det gör det möjligt att bilda de glykosidiska bindningarna mellan glukosresten och den ökande polysackaridkedjan. Samma energiprincip är tillämplig på de reaktioner där UDP-socker deltar, såsom biosyntes av disackarider, oligosackarider och glykoproteiner.

Uracil DNA -glykosilasa

Det finns DNA -lesioner som förekommer spontant. En av dessa lesioner är Sprontan. I detta fall sker reparationen på grund av den modifierade DNA -basen med hjälp av ett enzym som kallas uracil DNA -glykosilasa.

Enzymet uracil-DNA-glykosilasa eliminerar det skadade cytokinet (uracil) och producerar en deoxyribosrest som saknar kvävebasen, kallad AP-plats (apurin-apirimidinplats).

Sedan gör endonukleas AP-enzymet ett snitt i fosfodiesterskelettet på AP-platsen, vilket eliminerar sockerfosfatresten. DNA -polymeras I återställer den skadade strängen.

Referenser

1. Bohinski, r. 1991. Biokemi. Addison-Wesley Iberoamericana, Wilmington, Delaware.
2. Devlin, t.M. 2000. Biokemi. Redaktionell återvändelse, Barcelona.
3. Lodish, h., Berk, A., Zipurski, s.L., Matsudaria, s., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Cellulär och molekylärbiologi. Redaktör Medica Panamericana, Buenos Aires, Bogotá, Caracas, Madrid, Mexiko, Sāo Paulo.
4. Nelson, D. L., Cox, m. M. 2008. Lehninger-principer för biokemi. W.H. Freeman, New York.
5. Voet, D. och Voet, J. 2004. Biokemi. John Wiley och Sons, USA.