In der molekularen Biologie und Genetik wird die Verbindung zwischen zwei stickstoffhaltigen Basen auf der entgegengesetzten Ergänzungs-DNA oder den bestimmten Typen von RNS-Ufern, die über Wasserstoffobligationen verbunden werden, genannt ein Grundpaar (hat häufig bp abgekürzt). In der kanonischen Watson-Muskelkrampf-DNA-Grundpaarung bildet Adenin (A) ein Grundpaar mit thymine (T), und guanine bildet (G) ein Grundpaar mit cytosine (C). In der RNS wird thymine durch uracil (U) ersetzt. Lassen Sie Wasserstoffabbinden-Muster wie das Wackeln-Grundpaar abwechseln, und Hoogsteen stützen Paar, kommen auch - insbesondere in RNS verursachenden komplizierten und funktionellen tertiären Strukturen vor. Paarung ist der Mechanismus, durch den codons auf Bote-RNS-Molekülen durch anticodons auf der Übertragungs-RNS während der Protein-Übersetzung anerkannt werden. Eine DNA - oder RNS bindende Enzyme kann spezifische Grundpaarungsmuster anerkennen, die besondere Durchführungsgebiete von Genen identifizieren.

Die Größe eines individuellen Gens oder eines kompletten Genoms eines Organismus wird häufig in Grundpaaren gemessen, weil DNA gewöhnlich doppelt gestrandet wird. Folglich ist die Zahl von Gesamtgrundpaaren der Zahl von nucleotides in einem der Ufer (mit Ausnahme vom Nichtcodieren von einzeln gestrandeten Gebieten von telomeres) gleich. Wie man schätzt, ist das haploid menschliche Erbgut (23 Chromosomen) ungefähr 3.2 Milliarden Grundpaare lange und enthält 20.000-25.000 verschiedene Gene. Ein kilobase (Kilobyte) ist eine Einheit des Maßes in der molekularen Biologie, die 1000 Grundpaaren der DNA oder RNS gleich ist.

Das Wasserstoffabbinden und die Stabilität

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Das Wasserstoffabbinden ist die chemische Wechselwirkung, die den grundpaarweise Anordneregeln unterliegt, die oben beschrieben sind. Verwenden Sie geometrische Ähnlichkeit von Wasserstoffband-Spendern, und Annehmer erlaubt nur den "richtigen" Paaren, sich stabil zu formen. Die DNA mit dem hohen GC-Inhalt ist stabiler als DNA mit dem niedrigen GC-Inhalt, aber, gegen den populären Glauben, stabilisieren die Wasserstoffobligationen die DNA bedeutsam nicht, und Stabilisierung ist hauptsächlich wegen des Stapelns von Wechselwirkungen.

Die größeren nucleobases, Adenin und guanine, sind Mitglieder einer Klasse genannten purines der doppelt gerungenen chemischen Strukturen; die kleineren nucleobases, cytosine und thymine (und uracil), sind Mitglieder einer Klasse von genanntem pyrimidines der einzeln-beringten chemischen Strukturen. Purines sind nur mit pyrimidines ergänzend: Pyrimidine-Pyrimidine-Paarung ist energisch ungünstig, weil die Moleküle einzeln für das zu gründende Wasserstoffabbinden zu weit sind; Purine-Purine-Paarung ist energisch ungünstig, weil die Moleküle zu nahe sind, führend, um auf Repulsion überzugreifen. Purine-pyrimidine Grundpaarung AN oder GC läuft auf richtige Duplexstruktur hinaus. Die einzige weitere purine-pyrimidine Paarung würde AC und GT und UA (in der RNS) sein; diese Paarung ist Fehlanpassungen, weil das Muster von Wasserstoffspendern und Annehmern nicht entspricht. Die GU-Paarung, mit zwei Wasserstoffobligationen, kommt wirklich ziemlich häufig in der RNS vor (sieh Wackeln Paar stützen).

Paarweise angeordnete DNA und RNS-Moleküle sind bei der Raumtemperatur verhältnismäßig stabil, aber die zwei Nucleotide-Ufer werden sich über einem Schmelzpunkt trennen, der durch die Länge der Moleküle, das Ausmaß von mispairing (wenn irgendwelcher), und der GC Inhalt bestimmt wird. Höher läuft GC Inhalt auf höhere schmelzende Temperaturen hinaus; es ist deshalb, unüberraschend, dass die Genome von extremophile Organismen wie Thermus thermophilus besonders GC-rich sind. Auf dem gegenteiligen sind Gebiete eines Genoms, das sich oft — zum Beispiel, die Befürworter-Gebiete für häufig abgeschriebene Gene trennen muss — verhältnismäßig GC-poor (zum Beispiel, sieh TATA Kasten). GC Inhalt und schmelzende Temperatur müssen auch in Betracht gezogen werden, wenn man Zündvorrichtungen für PCR Reaktionen entwirft.

Das Grundstapeln

Grundstapeln-Wechselwirkungen in der DNA und RNS sind wegen der Streuungsanziehungskraft, Austauschrepulsion für kurze Strecken und elektrostatischen Wechselwirkungen, die auch zu Stabilität beitragen. Wieder neigen GC das Stapeln von Wechselwirkungen mit angrenzenden Basen dazu, günstiger zu sein. (Bemerken Sie jedoch, dass ein GC das Stapeln der Wechselwirkung mit dem folgenden Grundpaar von einer CG-Wechselwirkung geometrisch verschieden ist.) Grundstapeln-Effekten sind in der sekundären Struktur und tertiären Struktur der RNS besonders wichtig; zum Beispiel werden RNS-Strukturen der Stamm-Schleife durch das Grundstapeln im Schleife-Gebiet stabilisiert.

Grundanaloga und intercalators

Chemische Analoga von nucleotides können den Platz von richtigem nucleotides nehmen und nichtkanonische Grundpaarung gründen, zu Fehlern (größtenteils Punkt-Veränderungen) in der DNA-Erwiderung und DNA-Abschrift führend. Das ist wegen ihrer isosteric Chemie. Ein allgemeines Mutagenic-Grundanalogon ist 5-bromouracil, der thymine ähnelt, aber kann das Grundpaar zu guanine in seiner Enol-Form.

Andere Chemikalien, die als DNA intercalators bekannt sind, bauen die Lücke zwischen angrenzenden Basen auf einem einzelnen Ufer ein und veranlassen frameshift Veränderungen durch "masquerading" als eine Basis, die DNA-Erwiderungsmaschinerie veranlassend, zusätzlichen nucleotides an der intercalated Seite auszulassen oder einzufügen. Die meisten intercalators sind große polyaromatische Zusammensetzungen und sind bekannt oder verdächtigte Karzinogene. Beispiele schließen ethidium Bromid und Acridin ein.

Beispiele

Die folgenden DNA-Folgen illustrieren Paar doppelt gestrandete Muster. Durch die Tagung wird das Spitzenufer vom 5' Ende bis zum 3' Ende geschrieben; so wird das unterste Ufer 3' 5 geschrieben'.

:A mit der Basis paarweise angeordnete DNA-Folge:

::

Entsprechende RNS-Folge von:The, in der gegen uracil thymine ausgewechselt wird, wo uracil seinen Platz im RNS-Ufer nimmt:

Länge-Maße

Die folgenden Abkürzungen werden allgemein verwendet, um die Länge eines D/RNA Moleküls zu beschreiben:

• bp = stützen Paar (E) — ein bp entspricht etwa 3.4 Å der Länge entlang dem Ufer
• Kilobyte (= kbp) = Kilo stützt Paare = 1,000 bp
• Mb = mega stützt Paare = 1,000,000 bp
• GB = giga stützt Paare = 1,000,000,000 bp.

Weil der Fall von einzelnen gestrandeten Einheiten der DNA/RNS von nucleotides verwendet, nt abgekürzt wird (oder knt, Mnt, Gnt), weil sie nicht paarweise angeordnet werden.

Für die Unterscheidung zwischen Einheiten der Computerlagerung und Basen kbp kann Mbp, Gbp, usw. für Grundpaare verwendet werden. Die Länge von 16 rDNA für Bakterien ist 1542 Grundpaare.

Der Centimorgan wird auch häufig verwendet, um Entfernung entlang einem Chromosom einzubeziehen, aber die Zahl von Grundpaaren, denen es entspricht, ändert sich weit. Im Menschlichen Erbgut ist der centimorgan ungefähr 1 Million Grundpaare.

Siehe auch

• Liste von binärem polymorphisms

Weiterführende Literatur

Watson JD, Baker TA, Bell SP, Gann A, Levine M, Losick R. (2004). Molekulare Biologie des Gens. 5. Hrsg. Pearson Benjamin Cummings: CSHL Presse. Sieh besonders ch. 6 und 9.

Links

• DAN — webserver Version des PRÄGEN Werkzeugs, um schmelzende Temperaturen zu berechnen