Párování bází

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Dva základní komplementární páry
Base pair GC.svg
Base pair AT.svg

Párování bází je označení pro způsob, jímž jsou nukleové báze (ať v DNA či v RNA) navzájem pospojovány pomocí vodíkových můstků. V typickém případě se párování bází odehrává na základě základních watson-crickovských pravidel komplementarity, tzn. báze adenin (A) páruje s thyminem (T) [či s uracilem v dsRNA] a báze guanin (G) páruje s cytosinem.[1] Existují však i alternativní možnosti párování, které umožňují vznik některých méně obvyklých situací.

Pro komplementární pár bází (base pair) se používá zkratka bp.[1]

Watson-crickovské párování[editovat | editovat zdroj]

Dvěma základními páry v typické dvouvláknové DNA je AT pár (adenin + thymin) a GC pár (guanin + cytosin), v dvouvláknové RNA se vyskytuje GC pár rovněž, ale druhým základním párem je AU pár (adenin+uracil). Pro tyto komplementární páry platí, že jedna z nukleových bází je vždy purin (A či G), druhá je pyrimidin (C, T, U).[1] Jakékoliv jiné kombinace nukleových bází by silně deformovaly dvoušroubovici B-DNA a proto se v živých organismech téměř nevyskytují.[2]

V GC páru jsou mezi guaninem a cytosinem tři vodíkové můstky, zatímco v AT páru jsou pouze dva. V učebnicích se běžně uvádí, že přítomnost tří vodíkových vazeb mezi G a C je důvodem vyšší stability oblastí DNA bohatých na GC páry.[3] Ve skutečnosti jsou pravou příčinou tohoto jevu silné patrové interakce mezi nad sebou umístěným guaninovou a cytosinovou nukleovou bází.[4]

Chargaffova pravidla říkají, že v DNA je stejný počet adeninových a thyminových zbytků (A = T), to samé platí pro guanin s cytosinem (G = C). To však nic neříká o tom, v jakém poměru jsou GC a AT páry v molekule DNA. Ve skutečnosti se tzv. obsah GC (GC content), tedy zastoupení GC párů v DNA, pohybuje u bakterií od 25 do 75 %, u savců v rozmezí 39-46 %.[2]

Alternativní párování bází[editovat | editovat zdroj]

G kvartet, ukázka alternativního párování

Existuje celá řada dalších možností, jak pomocí vodíkových můstků spárovat báze, neboť atomů schopných podílet se na vzniku vodíkových vazeb je na molekulách purinů i pyrimidinů celá řada. Samostatnou kapitolou je tzv. hoogsteenovské párování pojmenované podle Karsta Hoogsteena, který je v 60. letech 20. století jako první popsal.[5] Co se týče vazeb mezi adeninem a thyminem, hoogsteenovské páry vznikají buď mezi NH2 skupinou adeninu a ketoskupinou thyminu, nebo mezi N7 dusíkem adeninu a vodíkem na C1 thyminu. Podobně mezi guaninem a cytosinem může vznikat alternativní párování mezi ketoskupinou na šesté pozici guaninu a aminoskupinou na čtvrtém uhlíku cytosinu, případně mezi dusíkem na sedmé pozici guaninu a protonovaným dusíkem na pozici N1 cytosinu.[1] Hoogsteenovské párování umožňuje vznik tzv. trojvláknové DNA (tripl-helixu). Mezi čtyřmi do čtverce uspořádanými guaniny dokonce může vzniknout tetraplex, tzv. G-kvartet.[5]

Jinou možností je tzv. wobble párování, které umožňuje úsporné rozeznávání kodonů pomocí tRNA molekul. Při wobble párování může například guanin vytvářet vazbu s uracilem; někdy je rekrutován inosin, jenž má velmi obecné vazebné schopnosti a je schopen vázat se na C, A a U.[6]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. a b c d Oxford dictionary of biochemistry and molecular biology; revised edition. Příprava vydání R. Cammack et al. New York : Oxford university press, 2006. ISBN 0-19-852917-1.  
  2. a b VOET, Donald; VOET, Judith. Biochemie. 1.. vyd. Praha : Victoria Publishing, 1995. ISBN 80-85605-44-9.  
  3. Robert K. Murray; Daryl K. Granner; Joe C. Davis; Peter A. Mayes; Victor W. Rodwell. Harper’s Illustrated Biochemistry; twenty-sixth edition. [s.l.] : [s.n.], 2003. ISBN 0-07-138901-6.  
  4. YAKOVCHUK, P.; PROTOZANOVA, E.; FRANK-KAMENETSKII, M. D.. Base-stacking and base-pairing contributions into thermal stability of the DNA double helix. Nucleic Acids Res.. 2006, roč. 34, čís. 2, s. 564-74. Dostupné online. ISSN 1362-4962.  
  5. a b NELSON, David L.; COX, Michael M.. Lehninger principles of biochemistry. 5. vyd. New York : W. H. Freeman and Company, 2008. ISBN 978-0-7167-7108-1.  
  6. LODISH, Harvey, et al. Molecular Cell Biology. New York : W.H. Freedman and Company, 2004. ISBN 0-7167-4366-3.