Журнал о Медицине
rss новости rss статьи rss все архив
Словарь научных терминов

Пиримидиновые основания

ПИРИМИДИНОВЫЕ ОСНОВАНИЯ, производные пиримидина, входящие в состав нуклеиновых к-т, нуклео-тидов, коферментов и др. Канонич. П.о.-цитозин (4-амино-2-пиримидон, сокращенно С), тимин (3-метил-пиримидин-2,4-дион, T) и урацил (пиримидин-2,4-дион, U); разл. формы молекул. П. о. (они существуют при разных значениях рН) показаны на схеме.

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/9/2/7/10927.jpeg

Кроме канонических П. о. в состав нуклеиновых к-т входят т. наз. минорные П. о. (см. Минорные нуклеозиды), гл. обр. замещенные по атому С-5-5-метил- и 5-гидроксиме-тилцитозин, 5-карбоксиметилурацил, а также 5,6-дигидро-урацил, N4-метилцитозин и др.

Специфич. наборы водородных связей между пирими-диновыми и пуриновыми основаниями в комплементарных участках цепей (см. Комплементарностъ), а также межплоскостные взаимод. между соседними основаниями в цепи определяют формирование и стабилизацию вторичной и третичной структуры нуклеиновых к-т. Последовательность пуриновых и пиримидиновых оснований в полинуклеотидной цепи определяет генетич. информацию ДНК и матричных РНК. Модификация П. о. в полинуклеотидах под воздействием мутагенов может приводить к изменению информац. смысла (точковой мутации).

П. о. представляют собой высокоплавкие (т. пл. http://www.pora.ru/image/encyclopedia/9/2/8/10928.jpeg300 0C) бесцв. кристаллич. соед., умеренно раств. в горячей воде, не раств. в этаноле и диэтиловом эфире. Существуют в тауто-мерных формах (константы таутомерного равновесия http://www.pora.ru/image/encyclopedia/9/2/9/10929.jpeg105), напр.:

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/9/3/0/10930.jpeg

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/9/3/1/10931.jpeg

Основание

Мол. м

УФ спектры

pKa

Форма молекулы

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/9/3/2/10932.jpeg

нм

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/9/3/3/10933.jpeg

Цитозин

111,1

катион

275

10,03

4,5-4,7;

нейтральная

268

6,09

12,1-12,3

анион

283

8,09


Урацил

112,1

нейтральная

258

8,20

9,35-9,50;

моноанион

282

5,90

13,9

дианион

273

7,17


Тимин

126,1

центральная

265

7,90

9,9; 13,9

моноанион

293

5,19


дианион

280

5,97


Наиб. характерные р-ции П. о. с нуклеофилами - присоединение по связи C=C (гидросульфита, гидроксиламина, галогена и др.) и замещение экзоциклич. аминогруппы цитозина (напр., р-ции с гидроксиламинами, гидразинами). Последняя р-ция значительно облегчается при насыщении связи C=C. Восстановление двойной связи C=C легко осуществляется путем каталитич. гидрирования или действием NaBH4 при УФ облучении. Атом H у С-5 легко замещается на гидрокси- или аминометильную группу, галоген. При действии P2S5 один или оба атома О в урациле и тимине могут замещаться на атом S. При действии на цитозин HNO2 происходит его дезаминирование с образованием урацила.

Р-ции П. о. с электроф. реагентами (наиб. изучено алкилирование) идут преим. по атомам N-1 и N-3, в меньшей степени - по экзоциклич. аминогруппе цитозина. В щелочной среде идет также алкилирование по атомам О. Довольно легко протекает ацилирование аминогруппы цитозина.

При радиолизе водных р-ров П. о. образуются 5,6-дигид-рокси-, 5-гидрокси-6-гидроперокси- и 5-гидроперокси-6-гидрокси-5,6-дигидропиримидины и продукты их дальнейших превращений. Действие УФ излучения (l > 200 нм) на водные р-ры П. о. приводит к образованию 5,6-дигидро-6-гидроксипиримидинов (фотогидратов), циклобутановых димеров (через триплетное состояние) с раскрытием связей C=C, нециклобутановых димеров П. о. (через нижнее синглетное возбужденное состояние). Фотогидраты спонтанно превращ. в исходные соед., а циклобутановые димеры дедимеризуются фотохимически.

Различие реакц. способности П. о. позволяет избирательно модифицировать их в составе полинуклеотидов. Такие р-ции лежат в основе определения нуклеотидной последовательности (первичной структуры) нуклеиновых к-т. Взаимод. с соседними основаниями, зависящие от локальной высшей структуры полинуклеотидов, оказывают влияние на скорость модификации П. о. при действии разл. агентов. В связи с этим сопоставление относит. скоростей модификации П. о. используется для изучения вторичной и третичной структуры нуклеиновых к-т.

Как канонические, так и минорные П. о. обычно получают препаративно из нуклеиновых к-т путем кислотного гидролиза и послед. разделения.

Лит.: Кочетков H. К. [и др.], Органическая химия нуклеиновых кислот, M., 1970; Бородавкин А. В. [и др.], Электронная структура, УФ-спектры поглощения и реакционная способность компонентов нуклеиновых кислот, в сб.: Итоги науки и техники, сер. Молекулярная биология, т. 14, M., 1977; Шаба-ров а 3. А., Богданов А. А., Химия нуклеиновых кислот и их компонентов, M., 1978; Photochemistry and photobiology of nucleic acids, v. 1 (Chemistry), ed. by Shi Yi Wang. N. Y., 1976. Э.И. Будовский.






Здоровье и профилактика Акушерство и гинекология Стоматология Красота Зрение Энциклопеди Адреса Реклама
Видео