PYRIMIDINES: الخصائص والبنية والوظائف - مادة الاحياء - 2026

و البريميدينات هي دوريا الجزيئات الغنية بالنيتروجين. وهي جزء من النيوكليوتيدات ، والتي بدورها هي المكونات الهيكلية الأساسية للأحماض النووية.

بالإضافة إلى وجودها في الأحماض النووية ، فإن النيوكليوتيدات التي تشكلها البيريميدين لها دور مهم كرسل داخل الخلايا وتشارك في تنظيم مسارات التخليق الحيوي للجليكوجين والفوسفوليبيد.

المصدر: BruceBlaus. فريق Blausen.com (2014). "معرض الصور الطبية من Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436.

يكمن الاختلاف الرئيسي بين البيريميدين والبيورين في البنية: يتكون الأول من حلقة واحدة ، بينما نجد في الأخير حلقة من البيريميدين مرتبطة بحلقة إيميدازول.

تم العثور على حلقات بيريميدين أيضًا في بعض الأدوية الاصطناعية ، مثل الباربيتورات وتلك المستخدمة لعلاج فيروس نقص المناعة البشرية.

الخصائص والهيكل

البيريميدينات عبارة عن مركبات كيميائية عطرية هيكلها دوري (حلقة واحدة) ومسطحة.

أكثر أنواع البيريميدين وفرة في الطبيعة هي اليوراسيل (الصيغة الجزيئية 2،4-ديهيدروكسي بيريميدين) ، السيتوزين (2-هيدروكسي-4-أمينوبيريميدين) ، والثيمين (2،4-ديهيدروكسي-5-ميثيل بيريميدين).

الكتلة المولية حوالي 80 جم / مول ، بكثافة 1.016 جم / سم. إنها قابلة للذوبان في الماء وبفضل حلقاتها تمتلك خاصية امتصاص الضوء بحد أقصى 260 نانومتر.

المميزات

- الكتل الهيكلية للأحماض النووية

الأحماض النووية عبارة عن بوليمرات حيوية تتكون من مونومرات تسمى النيوكليوتيدات. في المقابل ، تتكون النيوكليوتيدات من: (1) سكر من خمسة كربون ، (2) مجموعة فوسفات و (3) قاعدة نيتروجينية.

بيريميدين في DNA و RNA

قواعد النيتروجين عبارة عن مركبات دورية مسطحة يتم تصنيفها إلى البيورينات والبيريميدينات.

بالمقارنة مع القواعد البحتة ، فإن البيريميدينات أصغر (تذكر أن هيكل الأول يتكون من حلقتين مدمجتين ، وإحداهما حلقة بيريميدين).

هذه الحقيقة لها عواقب عندما يتعلق الأمر بالاقتران في الحلزون المزدوج للحمض النووي: من أجل إنشاء بنية مستقرة ، يتزاوج البيورينات مع بيريميدين واحد فقط.

كما ذكرنا سابقًا ، فإن البيريميدينات الثلاثة الأكثر شيوعًا في الطبيعة هي اليوراسيل والسيتوزين والثايمين.

أحد الاختلافات الأساسية بين DNA و RNA هو تكوين البيريميدينات التي تشكل هيكلها. اليوراسيل والسيتوزين هما جزء من النيوكليوتيدات في الحمض النووي الريبي. في المقابل ، تم العثور على السيتوزين والثيمين في الحمض النووي.

ومع ذلك ، تم العثور على كميات صغيرة من نوكليوتيدات الثايمين في نقل الحمض النووي الريبي.

في النيوكليوتيدات ، ترتبط البيريميدينات بالكربون 1 من الريبوز من خلال النيتروجين الموجود في الموضع 1.

- رسل خارج الخلية

النيوكليوتيدات التي تحتوي على بيريميدين (وكذلك البيورينات) هي جزيئات تؤدي دور المرسل خارج الخلية. هم مسؤولون عن تنظيم الوظائف المختلفة في كل خلية في الجسم تقريبًا.

يتم إطلاق هذه النيوكليوتيدات من الخلايا التالفة أو يمكن إفرازها عن طريق مسار غير تحليلي وتتفاعل مع مستقبلات محددة على غشاء الخلية.

تسمى المستقبلات الغشائية المحددة مستقبلات P2 وتصنف إلى عائلتين: P2Y أو الأيضية و P2X أو المؤين.

- التمثيل الغذائي الوسيط

نيوكليوتيدات بيريميدين تشارك في مسارات للتوليف البيولوجي للمكونات الأخرى. مثال على هذه المشاركة هو مسار التخليق الحيوي للجليكوجين والفوسفوليبيد.

تلف الحمض النووي

تحدث واحدة من أكثر الآفات شيوعًا في جزيء الحمض النووي على مستوى البيريميدين ، وتحديداً في تكوين الثايمين بين قواعد الثايمين. بمعنى ، يتم تكوين رابطة بين اثنين من هذه الجزيئات.

يحدث هذا بسبب الأشعة فوق البنفسجية (من التعرض للشمس) التي يتلقاها الحمض النووي ، أو بسبب التعرض لعوامل مطفرة.

يؤدي تكوين ثنائيات البيريميدين هذه إلى تشويه الحلزون المزدوج للحمض النووي ، مما يتسبب في مشاكل عندما يتعلق الأمر بالنسخ أو النسخ. يسمى الإنزيم المسؤول عن تصحيح هذا الحدث فوتولياز.

استقلاب بيريميدين

-نتيجة الجمع بين الطريحة والنقيضة

نظرة عامة

يعد تركيب القواعد النيتروجينية - كل من البيورينات والبيريميدين - عنصرًا أساسيًا للحياة ، حيث إنها المادة الخام لتصنيع الأحماض النووية.

يختلف المخطط العام لتركيب البيريميدين في جانب أساسي مع تخليق البيورينات: يتم تجميع حلقة البيريميدين قبل تثبيتها على ريبوز -5-فوسفات.

تفاعلات

يحتوي الجزيء المسمى carbamoyl aspartate على جميع العناصر (الذرات) اللازمة لتركيب حلقة بيريميدين. يتكون هذا عن طريق تفاعل تكثيف بين الأسبارتات والفوسفات الكربومويل.

يتكون سلف فوسفات الكربومويل في السيتوبلازم الخلوي عن طريق تفاعل محفز بواسطة إنزيم كاربامويل فوسفات المركب ، وركائزه هي ثاني أكسيد الكربون (CO ₂) و ATP. المركب الناتج عن أكسدة كاربامويل الأسبارتات هو حمض الأوروتيك.

من الغريب أن إنزيم فوسفات الكاربامويل هو إنزيم شائع في المسار الموصوف وفي دورة اليوريا. ومع ذلك ، فهي تختلف في بعض الجوانب المتعلقة بنشاطها ؛ على سبيل المثال ، يستخدم هذا الإصدار من الإنزيم الجلوتامين وليس NH ₃ كمصدر للنيتروجين.

بمجرد إغلاق الحلقة ، يمكن تحويلها إلى مركبات أخرى مثل uridine triphosphate (UTP) ، cytidine triphosphate (CTP) ، thymidylate.

انحلال

تحدث تفاعلات تقويضية (أو انهيار) تشمل البيريميدين في الكبد. على عكس البيورينات ، فإن المواد التي ينتجها التقويض لا تشكل بلورات عند تراكمها ، وهو حدث يسبب النقرس في المرضى الذين يتراكمون هذه النفايات.

المركبات المتولدة هي ثاني أكسيد الكربون والماء واليوريا. يمكن أن ينتقل السيتوزين إلى بيريميدين آخر (uracil) ثم يواصل مسار التحلل في العديد من الوسائط.

متطلبات النظام الغذائي

يتم تصنيع البيريميدينات ، مثل البيورينات ، بواسطة الخلية بكميات تلبي متطلبات الخلية. ولهذا السبب لا يوجد حد أدنى من المتطلبات للقواعد النيتروجينية في النظام الغذائي. ومع ذلك ، عندما يتم استهلاك هذه الجزيئات ، فإن الجسم لديه القدرة على إعادة تدويرها.

المراجع

1. ألبرتس ، بي ، براي ، دي ، هوبكين ، كيه ، جونسون ، إيه دي ، لويس ، جيه ، راف ، إم ،… و والتر ، بي (2013). بيولوجيا الخلية الأساسية. علوم جارلاند.
2. Cooper ، GM ، & Hausman ، RE (2007). الخلية: نهج جزيئي. واشنطن العاصمة ، سندرلاند ، ماساتشوستس.
3. غريفيث ، AJ (2002). التحليل الجيني الحديث: دمج الجينات والجينوم. ماكميلان.
4. Griffiths، AJ، Wessler، SR، Lewontin، RC، Gelbart، WM، Suzuki، DT، & Miller، JH (2005). مقدمة في التحليل الجيني. ماكميلان.
5. كولمان ، ج. ، وروم ، كيه إتش (2005). الكيمياء الحيوية: نص وأطلس. عموم أمريكا الطبية Ed.
6. باسارج ، إي (2009). نص علم الوراثة والأطلس. عموم أمريكا الطبية Ed.