تفاصيل القواعد النيتروجينية في جسم الانسان

القاعدة النيتروجينية هي جزيء عضوي يحتوي على عنصر

النيتروجين

ويعمل كقاعدة في التفاعلات الكيميائية، والخاصية الأساسية مستمدة من زوج الإلكترون الوحيد على ذرة النيتروجين، وتسمى قواعد النيتروجين أيضا بقواعد النيوكليز لأنها تلعب دورا رئيسيا في بناء الأحماض النووية وحمض الديوكسي ريبونوكلييك

الحمض النووي

(DNA) وحمض الريبونوكليك (RNA)، وهناك نوعان رئيسيان من القواعد النيتروجينية، وهم البيورينات والبيريميدين، وتشبه كلتا الفئتين جزيء بيريدين وهما جزيئات مستوية غير قطبية، مثل البيريدين فكل بيريميدين هو حلقة عضوية غير متجانسة واحدة، وتتكون البيورينات من حلقة بيريميدين تنصهر مع حلقة إيميدازول، وتشكل بنية حلقة مزدوجة .

قواعد النيتروجين الرئيسية

على الرغم من وجود العديد من القواعد النيتروجينية إلا أن الأسس الخمسة الأكثر أهمية هي القواعد الموجودة في الحمض النووي الريبي النووي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) ، والتي تستخدم أيضا كحاملات طاقة في التفاعلات الكيميائية الحيوية، وهذه هي الأدينين ، الجوانين ، السيتوزين ، الثيمين ، و

الوراسيل

، وتحتوي كل قاعدة على ما يعرف باسم قاعدة تكميلية تربطها بشكل حصري لتشكيل DNA و RNA تشكل القواعد التكميلية الأساس للرمز الوراثي .

قواعد النيتروجين في الانسان

الأدينين

الأدينين وجوانيين هي البيورينات، وغالبا ما يتم تمثيل الأدينين بالحروف الكبيرة أ في الحمض النووي، وتكون قاعدته التكميلية هي الثيمين، والصيغة الكيميائية للأدينين هي C 5H5N5 في الحمض النووي الريبي، ويشكل الأدينين روابط مع اليوراسيل، ويرتبط الأدينين والقواعد الأخرى بمجموعات الفوسفات وإما الريبوز السكر، وتتشابه أسماء النيوكليوتيدات مع الأسماء الأساسية لكن لها نهاية “-osine” للبيورينات (على سبيل المثال ، الأدينين يشكلان أدينوسين ثلاثي

الفوسفات

) و “-idine” ينتهيان بالبيريميدين (على سبيل المثال ، السيتوزين يشكل السيتدين ثلاثي الفوسفات) .

وتحدد أسماء النيوكليوتيد عدد مجموعات الفوسفات المرتبطة بالجزيء، أحادي الفوسفات ، ثنائي فسفات ، وثلاثي فسفات، وهذه هي النيوكليوتيدات التي تعمل كبنات بناء الحمض النووي والحمض النووي الريبي، وتتشكل روابط

الهيدروجين

بين البيورين والبيريميدين التكميلي لتشكل شكل الحلزون المزدوج من الحمض النووي أو تكون بمثابة محفزات في التفاعلات .

الجوانين Guanine

هو البيورين الذي يمثله الحرف الكبير Gالصيغة الكيميائية هي C5H5N5O في كل من الحمض النووي والحمض النووي الريبي، وروابط الجوانين مع السيتوزين، والنوكليوتيدات التي تشكلها الجوانيين هي الجانوسين، وفي

النظام الغذائي

تكون البيورينات وفيرة في منتجات اللحوم، وخاصة من الأعضاء الداخلية مثل الكبد والأدمغة والكلى، وتوجد كمية أصغر من البيورينات في النباتات، مثل البازلاء والفاصوليا والعدس .

الثايمين

وكما هو معروف ثيمين 5 ميثيل يوراسيل، والثيمين هو بيريميدين موجود في الحمض النووي حيث يرتبط بجوانين، ورمز

الثيامين

هو حرف كبير Tصيغته الكيميائية هي C5H6N2O2، والنوكليوتيدات المقابلة لها هي ثيميدين .

السيتوزين

يتم تمثيل السيتوزين بالحروف الكبيرة C في الحمض النووي والحمض النووي الريبي (RNA) ، ويرتبط مع الجوانين، وتتشكل ثلاث روابط هيدروجينية بين السيتوزين والجوانين في قاعدة واتسون كريك لتكوين الحمض النووي، والصيغة الكيميائية للسيتوزين هي C4H4N2O2، والنيوكليوتيدات التي تشكلها السيتوزين هو السيتدين .

اليوراسيل

أوراسيل يمكن اعتباره ثيمين ميثيل، ويتم تمثيل Uracil بالحرف الكبير U الصيغة الكيميائية C4H4N2O2 في الأحماض النووية، وجدت في الحمض النووي الريبي ملزمة الأدينين، وأوراسيل تشكل نيوكليوتيد اليوريدين .

وهناك العديد من القواعد النيتروجينية الأخرى الموجودة في الطبيعة بالإضافة إلى أنه يمكن العثور على الجزيئات المدمجة في المركبات الأخرى، على سبيل المثال توجد حلقات البيريميدين في الثيامين (فيتامين ب 1) والبربوات وكذلك في النيوكليوتيدات، وتوجد البريميدين أيضا في بعض

النيازك

، وعلى الرغم من أن أصلها لا يزال مجهولا، والبيورينات الأخرى الموجودة في الطبيعة تشمل الزانثين، الثيوبرومين والكافيين .

القواعد النيتروجينية

توجد القواعد النيتروجينية في الجزء الداخلي من حلزون الدنا المزدوج، حيث تشكل السكريات وأجزاء الفوسفات في كل نكليوتيد العمود الفقري للجزيء، وعندما تنفصل حلزون الدنا مثل نسخ الدنا، فإن القواعد التكميلية تعلق على كل نصف مكشوف بحيث يمكن تكوين نسخ متطابقة، وعندما يعمل الحمض النووي الريبي كقالب لصنع الحمض النووي للترجمة يتم استخدام قواعد تكميلية لصنع جزيء الحمض النووي باستخدام التسلسل الأساسي، ولأنها تكمل بعضها البعض تتطلب الخلايا كميات متساوية تقريبا من البيورين والبيريميدين، ومن أجل الحفاظ على التوازن في الخلية يكون إنتاج كل من البيورينات والبيريميدات مثبطا للذات، وعندما يتم تشكيل واحد فإنه يمنع إنتاج أكثر من نفسه وينشط إنتاج نظيره .

اكتشاف الحمض النووي

تم رصد الحمض النووي لأول مرة من قبل عالم الكيمياء الحيوية الألماني فريدريك ميشير في عام 1869، ولكن لسنوات عديدة لم يدرك الباحثون أهمية هذا الجزيء، ولم يكن حتى عام 1953 حيث اكتشف جيمس واتسون وفرانسيس كريك وموريس ويلكينز وروزاليند فرانكلين هيكل الحمض النووي، والحلزون المزدوج الذي أدركوا أنه يمكن أن يحمل معلومات بيولوجية، وحصل واتسون كريك وويلكينز على

جائزة نوبل

في الطب عام 1962 “لاكتشافاتهم المتعلقة بالتركيب الجزيئي للأحماض النووية وأهميتها لنقل المعلومات في المواد الحية”، ولم تدرج فرانكلين في الجائزة على الرغم من أن عملها كان جزءا لا يتجزأ من البحث .

تسلسل الحمض النووي

تسلسل الحمض النووي هو تقنية تسمح للباحثين بتحديد ترتيب القواعد في تسلسل الحمض النووي، ويمكن استخدام هذه التقنية لتحديد ترتيب القواعد في الجينات أو

الكروموسومات

أو الجينوم بأكمله، وفي عام 2000 أكمل الباحثون أول تسلسل كامل للجينوم البشري وفقا لتقرير صادر عن المعهد القومي لبحوث الجينوم البشري .