Purina | Su estructura fundamental

Contenido

Definición de purina

Purinas son generalmente compuestos orgánicos que constan de dos anillos heterocíclicos aromáticos. Suelen ser solubles en agua y contienen átomos de nitrógeno y carbono en sus anillos. De ahí que se les conozca como heterocíclicos. Se clasifican ampliamente en purinas normales, purinas sustituidas y purinas tautoméricas.

Base de purina

Generalmente, se encuentra que dos bases nitrogenadas en el ADN y el ARN contienen anillos de purina. 

Adenina que se conoce como 6-aminopurina                      

guanina, que se conoce como 6-oxi-2-amonipurina

El grupo amino en la adenina está presente en la posición C6 (átomo de carbono presente en la sexta posición del anillo). Mientras que el grupo amino de la guanina está presente en la posición C6, la guanina también contiene un grupo carbonilo en la posición C2.

Nucleótidos de purina

Los nucleótidos son químicamente los ésteres fosfato de nucleósidos. Los nucleótidos son las unidades monoméricas presentes en ácidos nucleicos como el ADN y el ARN. Por eso se denominan polinucleótidos.

Los nucleótidos se componen de tres componentes estructurales esenciales:

  1. Una base de purina (adenina o guanina)
  2. Un azúcar 5 C (desoxirribosa o ribosa)
  3. Un grupo fosfato
Figura: Estructura del nucleótido de purina y su importancia en la estructura de doble hélice del ADN https://commons.wikimedia.org/wiki/File:0322_DNA_Nucleotides.jpg

Estructura de purina

Purinas son generalmente estructuras de doble anillo que comprenden nueve miembros (cinco átomos de carbono y cuatro átomos de nitrógeno). El anillo gigante consta de seis átomos (dos átomos de nitrógeno y cuatro átomos de carbono), mientras que el anillo más pequeño consta de Digital XNUMXk átomos (tres átomos de carbono y dos átomos de nitrógeno). Dos átomos de carbono son comunes en el anillo más grande y más pequeño.

purina
Figura: Estructura de purina
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Blausen_0323_DNA_Purines.png

Adenina purina

La adenina es una base nitrogenada derivada de la purina representada por la letra "A". El nombre IUPAC de adenina es 6-aminopurina. La adenina forma un apareamiento de bases complementarias con timina y uracilo en el ADN y el ARN, respectivamente. La adenina reacciona con un azúcar ribosa para formar un nucleósido de adenosina, que se encuentra en el ARN y el ATP. Considerando que, cuando la adenina reacciona con la desoxirribosa, comprende nucleósido de desoxiadenosina, que está presente en el ADN. La adenina forma varios compuestos tautoméricos que tienen la capacidad de interconversión. 

Los derivados de la adenina realizan una variedad de funciones esenciales en diversas vías bioquímicas. La moneda de energía de la célula, "el ATP" (trifosfato de adenosina), también es un derivado de la adenina. Varios derivados de adenina como FAD (dinucleótido de flavina y adenina) y NAD (dinucleótido de nicotinamida y adenina) actúan como coenzimas para varias enzimas bioquímicamente esenciales. Los derivados de purina también tienen funciones específicas en la síntesis de proteínas y la replicación del ADN.

Purinas y pirimidinas

Estos son los componentes estructurales primarios y fundamentales del ADN y el ARN, vitales para almacenar información genética dentro de la célula. Las alteraciones en el metabolismo celular de las purinas y pirimidinas tienen varias consecuencias. 

Las células malignas exhiben la propiedad de dividirse y sintetizar ADN y ARN a una velocidad excepcionalmente más rápida. Los inhibidores de la síntesis de nucleótidos desempeñan un papel importante en la inhibición de la replicación del ADN en las células malignas que se dividen rápidamente y, en última instancia, dan como resultado una disminución del crecimiento de las células malignas.

Las purinas y pirimidinas a menudo están involucradas en la catálisis enzimática ya que actúan como coenzimas. Algún derivado de purina esencial como NAD (dinucleótido de nicotinamida adenina) y FAD (dinucleótido de flavina adenina) actúa como coenzima para varias enzimas que pertenecen a la clase de oxidorreductasas e hidrolasas. En general, como las enzimas de la glucólisis y el ciclo de Kreb. El NAD se usa a menudo en varias otras formas en las reacciones como NAD + (forma oxidada de NAD), NADP (forma conjugada con fosfato de NAD), NADH (una forma reducida de NAD), etc. 

Purina vs pirimidina

Los nucleótidos se clasifican según la estructura fundamental básica en purinas y pirimidinas. Mantienen juntas ambas hebras del ADN a través de enlaces de hidrógeno que se forman entre purinas y pirimidinas. El emparejamiento de bases nitrogenadas se produce siguiendo la regla de Chargaff, que establece que la adenina se empareja con la timina mientras que la guanina se empareja con la citosina. 

PurinasPirimidinas
Las purinas son de mayor tamañoLas pirimidinas son de menor tamaño
Contiene dos anillos formados por átomos de carbono y nitrógeno.Contienen solo un anillo formado por átomos de carbono y nitrógeno.
Son de dos tipos: adenina (A) y guanina (G) Ambos son comunes tanto en el ADN como en el ARNSon de tres tipos básicos: timina (T), citosina (C) y uracilo (U). La citosina es común tanto en el ADN como en el ARN. La timina se encuentra específicamente en el ADN, mientras que el uracilo solo está presente en el ARN.
Tabla: Diferencia básica entre purinas y pirimidinas.

Enlaces de hidrógeno de purina

Las bases nitrogenadas de purina suelen contener nitrógeno y oxígeno, que se consideran entre los elementos más electronegativos. El único par de electrones presentes en los átomos de oxígeno y nitrógeno actúa como aceptores de enlaces de hidrógeno. Por el contrario, el hidrógeno unido al oxígeno y el nitrógeno desarrolla una carga positiva parcial debido a la electronegatividad del átomo de oxígeno y nitrógeno. Este átomo de hidrógeno actúa como donante de enlaces de hidrógeno. 

Las fuerzas de atracción no covalentes mantienen unidos tanto al donante del enlace de hidrógeno como al aceptor del enlace de hidrógeno. Esta fuerza de atracción no covalente se conoce como enlace de hidrógeno. Analicemos el caso de la desoxiguanosina. El átomo de oxígeno unido al C6 actúa como aceptor de enlaces de hidrógeno, mientras que los átomos de hidrógeno unidos a N1 y N2 actúan como donadores de enlaces de hidrógeno.  

¿Por qué las purinas se unen a las pirimidinas?

El marco estructural de las purinas y pirimidinas les permite formar enlaces H entre sí. Por ejemplo, la guanina (purina) y la citosina (pirimidina) tienen ciertos átomos que son capaces de formar un enlace de hidrógeno (pueden proporcionar hidrógeno ácido o un átomo electronegativo para la formación del enlace de hidrógeno). La guanina y la citosina tienen tres pares de átomos. Por tanto, forman tres enlaces de hidrógeno. Mientras que la adenina y la timina tienen dos pares de este tipo, pueden formar dos enlaces de hidrógeno.

El enlace de hidrógeno de purina a purina o el enlace de hidrógeno de pirimidina a pirimidina no es posible debido a la diferencia en la orientación de los átomos capaces de formar enlaces de hidrógeno. Purina-Purina o Pirimidina-Pirimidina no pueden formar pares de bases complementarios debido a la diferencia en sus formas tautoméricas. 

Figura: Emparejamiento de base AT https://commons.wikimedia.org/wiki/File:AT_DNA_base_pair.svg
Figura: Emparejamiento de bases de GC https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Base_pair_GC.svg

Purina pirimidina mnemotécnica

Para recordar la información básica relacionada con las purinas y pirimidinas, las personas han diseñado algunas frases que se asemejan a la información relacionada con las purinas y pirimidinas.

“Puros como el oro” podemos recordar los tipos de purinas por este mnemónico. 

Aquí, 

Pure se parece a "Purine". 

como se asemeja a "Adenine".

el oro se parece a la "guanina".

“Corta el pastel” podemos recordar los tipos de pirimidinas por este mnemónico.

Aquí,

CORTAR significa "Citosina, Uracilo y Timina".

El pastel se parece a las "pirimidinas".

Conclusiones

En este artículo hemos hablado sobre la purina estructura, naturaleza de la unión y su emparejamiento de base complementario con pirimidinas en detalles. para saber más sobre las purinas y su biosíntesis haz clic aquí

Preguntas Frecuentes

Q1. que significa purina

Respuesta Las purinas son compuestos nitrogenados cristalinos con una fórmula general C5H4N4. Son uno de los principales componentes de los ácidos nucleicos, como los ácidos desoxirribonucleicos y ribonucleicos. Las purinas se encuentran abundantemente en la carne. La adenina y la guanina son los nucleótidos de las purinas presentes en el ADN y el ARN. Las purinas son los compuestos precursores en la formación de ácido úrico y se excretan del cuerpo a través de la orina. El aumento de los niveles de ácido úrico dentro del cuerpo a menudo invita a diversas anomalías fisiológicas.

Q2. qué purina se encuentra en el ADN

Respuesta: En el ácido desoxirribonucleico (ADN) se encuentran dos tipos de purinas (bases nitrogenadas de doble anillo), a saber:

Adenina: también se conoce como 6-aminopurina, fórmula química: C5H5N5, masa molecular = 135.13 gramos por mol

Guanina: también se conoce como 2-aminopurin-6-one, fórmula química: C5H5N5O, masa molecular = 151.13 gramos por mol

Q3. ¿Qué pares de purina pirimidina puedes formar?

Respuesta La purina forma un par de bases complementarias con pirimidina siguiendo la regla de Chargaff, que establece que la adenina siempre tendrá pares de bases con timina y la guanina siempre tendrá pares de bases con citosina. Este patrón de emparejamiento también se conoce como emparejamiento de bases Watson-Crick. La purina siempre se empareja con la pirimidina porque el espacio entre dos cadenas de nucleótidos del ADN es de solo 20 Å, en el que solo se pueden acomodar 3 anillos si la purina forma un par de bases con otra purina. Habrá 4 anillos entre ambas hebras del ADN. Si la pirimidina incluye un par de bases con otra pirimidina, habrá 2 anillos entre las cadenas de ADN. Ambas condiciones serán inestables para la estructura del ADN. 

Q4. purina vs pirimidina

Respuesta Las purinas contienen estructuras de doble anillo, mientras que las pirimidinas contienen estructuras de un solo anillo. Los anillos de purinas y pirimidinas están compuestos por átomos de nitrógeno y carbono. En el ADN / ARN se encuentran dos tipos básicos de purinas (adenina y guanina), mientras que en el ADN / ARN se encuentran tres tipos básicos de pirimidinas (timina, citosina y uracilo).

Q5. purina vs proteína

Respuesta: los átomos constituyentes de las proteínas generales son similares a las purinas; ambos están compuestos por átomos de C, H, O y N. Pero la purina contiene grupos amino y ceto, mientras que las proteínas tienen grupos amino y ácido carboxílico (ya que son los polímeros de los aminoácidos).

Las purinas son los componentes de los ácidos nucleicos, mientras que las proteínas son los componentes de otras estructuras celulares.

Q6. ¿Es la purina una proteína?

Respuesta La purina no es una proteína porque no está formada por aminoácidos. Pero, algunos de los derivados de purina como la xantina y la hipoxantina se conocen como aminoácidos de purina.

Q7. ¿Cuál es la diferencia entre un nucleótido y un nucleósido?

Respuesta  El nucleótido contiene una base nitrogenada, un azúcar ribosa y un grupo fosfato, mientras que el nucleósido contiene una base nitrogenada y azúcar ribosa.

Los nucleótidos son el monómero del ADN / ARN, mientras que los nucleósidos son las moléculas precursoras de los nucleótidos.

Los nucleótidos están involucrados en varias vías bioquímicas, pero los nucleósidos no.

Q8. ¿Existe el ADN monocatenario?

Respuesta Sí, existe el ADN monocatenario; algunos virus tienen ADN ss como genoma. Pero el ADN ss es menos estable que el ADN bicatenario o el ADN bicatenario.

Q9. ¿Cuál es más estable? ADN o ARN

Respuesta El azúcar desoxirribosa es mucho más estable que el azúcar ribosa. Dado que el ADN contiene azúcar desoxirribosa; por tanto, es mucho más estable que el ARN. El ARN tiene una vida útil de unos minutos después de completar su vida útil; El ARN se degrada mientras que el ADN es funcional a lo largo de la vida de esa célula, incluso durante décadas.

Q10. ¿Qué par de bases es más estable entre AT y GC?

Respuesta: La guanina y la citosina forman tres enlaces de hidrógeno, mientras que la adenina y la timina forman solo dos enlaces de hidrógeno. Por lo tanto, el par de bases de GC es más estable y el ADN que contiene una mayor cantidad de pares de bases de GC también es más duradero.

Sobre el Dr. Abdullah Arsalan

Soy Abdullah Arsalan, completé mi doctorado en Biotecnología. Tengo 7 años de experiencia en investigación. Hasta ahora he publicado 6 artículos en revistas de renombre internacional con un factor de impacto promedio de 4.5 y pocos más están en consideración. He presentado trabajos de investigación en diversos congresos nacionales e internacionales. Mi área temática de interés es la biotecnología y la bioquímica con especial énfasis en la química de proteínas, enzimología, inmunología, técnicas biofísicas y biología molecular.

Conectémonos a través de LinkedIn (https://www.linkedin.com/in/abdullah-arsalan-a97a0a88/) o Google Scholar (https://scholar.google.co.in/citations?user=AeZVWO4AAAAJ&hl=en).

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