核碱基
核碱基（英语：nucleobase）又称含氮碱基（nitrogenous base[1][2]）、核苷酸碱基[3][4][5]（nucleotide base），生物学常简称碱基（base），是一类性质为碱性且拥有氮的化合物，也是在DNA和RNA中起配对作用的部分。例如嘧啶类是核碱基，胺类是最典型的含氮碱基；核碱基与含氮碱基两者称呼只是强调重点不同而已，前者以生物学的角度强调此碱在核苷酸中[6]，后者以化学的角度强调此有机碱含有氮原子。
核碱基都是杂环化合物，其氮原子位于环上或取代氨基上，其中一部分（取代氨基，以及嘌呤环的1位氮、嘧啶环的3位氮）直接参与碱基配对。
常见的核碱基共有5种：胞嘧啶（缩写C）、鸟嘌呤（G）、腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T，通常为DNA专有）和尿嘧啶（U，通常为RNA专有）。腺嘌呤和鸟嘌呤属于嘌呤族（缩写作R），它们具有双环结构。胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶属于嘧啶族（Y），它们的环系是一个六元杂环。RNA中，尿嘧啶取代了胸腺嘧啶的位置。胸腺嘧啶比尿嘧啶多一个5位甲基，这个甲基增大了遗传的准确性。
| 鸟嘌呤（G） | 腺嘌呤（A） | |
| File:Guanine chemical structure.png | File:Adenine.svg | |
| <math>\Updownarrow</math> | <math>\text{DNA}\ \Updownarrow\ \text{RNA}</math> | |
| 胞嘧啶（C） | 胸腺嘧啶（T） | 尿嘧啶（U） |
| File:Cytosine chemical structure.png | File:Thymine chemical structure.png | File:Uracil.svg |
核碱基的形式[编辑]
核碱基有酮式和烯醇式，可以互相转换。在生理pH条件下一般为酮式。[7]
主要核碱基与核苷的结构[编辑]
核碱基通过糖苷键与核糖或脱氧核糖的1位碳原子相连而形成的化合物叫核苷。核苷再与磷酸结合就形成核苷酸，磷酸基接在五碳糖的5位碳原子上。
DNA与RNA含不同核碱基[编辑]
核碱基的配对[编辑]
DNA[编辑]
核碱基位于DNA二股上，而重要的是二股上的碱基会互相连结：腺嘌呤与胸腺嘧啶配对、鸟嘌呤与胞嘧啶的配对，这样两两通过氢键的配对称为“碱基对”，[8]如图：
腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的配对只有两根氢键，而鸟嘌呤与胞嘧啶之间的配对有三根，因此含有G-C碱基对较多的DNA较为稳定。
RNA[编辑]
简拼核碱基符号[编辑]
| 符号 | 代替碱基 |
|---|---|
| R | A/G |
| Y | C/T |
| M | A/C |
| K | G/T |
| S | G/C |
| W | A/T |
| H | A/T/C |
| B | G/T/C |
| V | G/A/C |
| D | G/A/T |
| N | A/G/C/T |
中间产物[编辑]
新四大核碱基[编辑]
近几年有人将表观遗传学修饰的5-甲基胞嘧啶（5mC）称为第5种碱基，5-羟甲基胞嘧啶（5hmC）称为第6种碱基。2011年研究人员发现了第7种DNA碱基“5-甲酰基胞嘧啶”（5fC），和第8种“5-羧基胞嘧啶”（5caC）。这几种碱基实际上都是由胞嘧啶经由Tet蛋白修饰后形成。人类和小鼠干细胞都拥有Tet蛋白，Tet蛋白是重新编程已经分化的细胞的一种重要功能蛋白[9]。
参看[编辑]
外部链接[编辑]
参考文献[编辑]
- ^ Nelson, David L. and Michael M Cox (2008). Lehninger Principles of Biochemistry, ed. 5, W.H. Freeman and Company. p. 272. ISBN 071677108X.
- ^ Carey, Francis A. (2008). Organic Chemistry, ed. 6, Mc Graw Hill. p. 1206. ISBN 0072828374.
- ^ 常虹. 新汉英医药学词汇. 黑龙江科学技术出版社. 1993: 434. ISBN 9787538820447.
- ^ 王斌.高中生物学教材中有关碱基知识的记忆[J].生物学教学, 2007.
- ^ 关敏,辜华良,常雅萍,等.DNA核苷酸碱基序列分析软件的编写和应用[J].吉林大学学报(医学版), 2001, 27(005):467-469.DOI:10.3969/j.issn.1671-587X.2001.05.004.
- ^ Roger L. Lundblad. Chemical Modification of Biological Polymers. CRC Press. 2016: 5 [2023-07-27]. ISBN 9781439849002. （原始内容存档于2023-07-28）.
- ^ Yang, Jianxiong, 1954-; 杨建雄, 1954-. Fen zi sheng wu xue. 分子生物学（第二版） Di er ban. Beijing Shi. ISBN 7-03-045212-7. OCLC 950961809.
- ^ Angstadt, Carol N (1997) Purine and Pyrimidine Metabolism （页面存档备份，存于互联网档案馆）. library.med.utah.edu
- ^ S, Shen, L, Dai Q.; Wu SC, Collins LB, Swenberg JA, He C, Zhang Y. Tet proteins can convert 5-methylcytosine to 5-formylcytosine and 5-carboxylcytosine. Science. 2011 Sep 2;333(6047):1300-3. Epub 2011 Jul 21.