Азотистые т основания- производные пиримидина

(урацил, тимин, цитозин)

 

пиримидин

Пиримидин!(1,3 - диазин) – гетероароматическое соединение. слабое основание(оба атома азота сохраняют основные свойства)

Производные пиримидина, содержащие в цикле гидрокси- и аминогруппы- входят в состав нуклеиновых кислот, и их называют пиримидиновые азотистые основания. К ним относятся урацил, тимин, цитозин.

В клетке исходным соединением в синтезе пиримидиновых азотистых оснований является оротовая кислота–2,6–диоксопиримидин-4-карбоновая кислота.(4-карбоксиурацил). После декарбоксилирования в составе нуклеозида образуется урацил, а из него тимин(путем метилирования) и цитозин.

 

 

Оротовая кислота

 

 

Урацил Тимин Цитозин

2,4-диоксопиримидин 2,4- диоксо-5-метилпиримидин 2 –оксо -4-аминопиримидин

 

Важным свойством пиримидиновых азотистых оснований является способность к лактим-лактамной таутомерии. На рисунках представлена лактамная форма, характерная для структуры нуклеиновых кислот..

Лактимная форма, в которой классическая ароматическая система(переход атомов водорода к атомам кислорода группы С=О восстанавливает ароматическую шести электронную систему в цикле), непригодна для нуклеиновых кислот по следующим обстоятельствам:

1). только в лактамной форме есть группа - N-H, которая участвует в образовании

N- гликозидной связи.

2). В лактамной форме есть фрагмент - NH- С -, необходимый для образования связей

||

О

в омплементарной ля образования связей в комплементарной паре в структкре ДНК называют пиримидиновые азотистые основани комплементарных парах в структуре ДНК и в комплементарных парах, которые возникают в процессах репликации, транскрипции и трансляции.

Между урацилом и тимином имеются некоторые отличия: донорная метильная группа в тимине увеличивает электронную плотность в гетероциклической системе, снижает поляризацию связи -N -H (снижает кислотность NH –кислотного центра) и способствует созданию менее полярной и более прочной гликозидной связи в ДНК.

 

 

11.2.2. Азотистые основания- производные пурина(аденин, гуанин)

пурин

Пурин- конденсированное гетероароматическое соединение, в составе которого два гетероциклических соединения: пиримидин и имидазол. Обратите внимание на правило нумерации атомов. Атом водорода может занимать два положения: у атома N 9 и у атома N7 (устанавливается равновесие между двумя изомерами)

В составе нуклеиновых кислот ДНК и РНК обнаружены два соединения, производные пурина: аденин и гуанин.

 

аденин гуанин

6-аминопурин 2-амино-6-оксопурин

Атом водорода в имидазольном цикле пурина и гуанина также может занимать положения N7 или N 9, но нуклеиновых кислотах реализуется форма N₉ –Н и с этим атомом образуется N₉ - гликозидная связь в нуклеозидах. нуклеотидах и нуклеиновых кислотах.

Гуанин может образовать две таутомерные формы: лактимную и лактамную, но вновь в составе нуклеиновых кислот гуанин существует в лактамной форме, которая обеспечивает образование комплементарной пары с цитозином.

Незначительные изменения в строении азотистых оснований изменяет их биологическую роль и биологическую активность. Это обстоятельство используют при создании лекарственных препаратов., тормозящих образование нуклеиновых кислот в клетках микроорганизмов, которые инфицируют организм человека, или в раковых клетках, отличающихся высокой способностью к делению (См. лекцию «Лекарственные препараты»).