질소 염기 - 정의, 설명, 퀴즈 | 생물학 사전 (2023)

질소 염기 정의

질소 염기로 알려진 비슷한 순환 구조를 가진 여러 화학 물질은 생물학에서 몇 가지 중요한 역할을 합니다. 질소 염기는 DNA 및 RNA와 같은 분자를 운반하는 유전 정보의 구성 요소일 뿐만 아니라 다양한 형태의 질소 염기가 다양한 세포 역할을 합니다.신호 변환미세소관을 성장시키는 것입니다.

DNA와 RNA에서 질소 염기는 5면 탄소당 분자와 결합을 형성하여 전체 분자의 "백본"을 형성합니다. 질소성 염기와 이 설탕 골격을 결합한 것이 다음과 같습니다.뉴클레오티드, DNA와 RNA의 구성 요소를 형성합니다.

핵산 내의 질소 염기

퓨린과 피리미딘

DNA나 RNA의 맥락에서 질소 염기에 대해 이야기할 때, 질소 염기에는 두 가지 기본 클래스가 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 모든 질소 함유 염기는 하나의 특징을 공유합니다: 4개의 탄소 원자와 2개의 질소 원자로 구성된 6면 고리입니다. ㅏ퓨린1개의 탄소와 2개의 질소 원자가 추가로 생성된 5면 고리가 추가로 있습니다. ㅏ피리미딘질소 염기에는 6각형 고리가 1개만 있습니다. 각 질소 염기는 고유한 결합을 갖고 있어 DNA 또는 RNA 내에서 고유한 방식으로 기능합니다. 각 베이스는 아래 이미지에서 볼 수 있습니다.

디옥시리보핵산(DNA)

아래 이미지는 DNA의 구조를 보여줍니다. DNA는 다음과 같은 "백본"을 가지고 있습니다.디옥시리보스, 여기에는 5' 및 3' 끝이 있는 무색 분자로 표시됩니다. 이 숫자는 DNA에 방향성과 가독성을 부여하는 당 사슬의 노출된 탄소를 나타냅니다. 이를 통해 다양한 단백질이 DNA를 효율적으로 읽고 처리할 수 있습니다.

각 색상의 분자는 질소 염기를 나타냅니다. 각각의 질소 염기가 그 건너편에 있는 질소 염기와 어떻게 쌍을 이루는지 살펴보세요. 이것은 ... 불리운다염기쌍, DNA 복제, 복구 및 유지 관리의 중요한 부분입니다. 여기에서 적절한 구성으로 볼 수 있듯이 각 피리미딘은 퓨린과 쌍을 이루어 여러 개의 수소 결합이 형성되도록 합니다. 위 이미지의 점선으로 표시된 이러한 결합은 DNA를 규칙적인 나선형 모양으로 유지하고 DNA가 실수로 질소 염기가 끊어지는 것을 방지합니다.

DNA를 복구하고 유지하는 효소는 수소 결합 부족으로 인한 기형을 "감지"할 수 있습니다. 예를 들어, 두 퓨린이 짝을 이루려고 하면 수소 결합을 형성할 수 없습니다. 복구 효소는 DNA에서 "팽창" 또는 불규칙성을 찾아냅니다. 특정 효소는 잘못된 염기를 잘라서 대체할 수 있습니다.

리보핵산(RNA)

RNA와 DNA 사이에는 두 가지 눈에 띄는 차이점이 있습니다. 첫 번째는 이름 자체에 있습니다. DNA가 디옥시리보스를 기반으로 만들어지면 RNA는 디옥시리보스를 기반으로 만들어집니다.리보스. 리보스와 디옥시리보스의 유일한 차이점은 산소 원자입니다.

DNA와 RNA의 두 번째 차이점은 RNA가 약간 다른 질소 염기 세트를 사용한다는 것입니다. 아래 이미지에서 볼 수 있듯이 RNA 분자는 대체합니다.우라실~을 위한티민. RNA는 일반적으로 수명이 짧은 분자이지만 그 이유는 완전히 이해되지 않았습니다. 또한, RNA는 수소결합이 있는 이중가닥이 아닌 단일가닥으로 존재하는 경우가 많습니다. 이중 가닥 RNA 바이러스에서 볼 수 있듯이 항상 그런 것은 아니지만 RNA는 일반적으로 대부분의 동물에서 단일 가닥입니다.

핵산이 DNA인지 RNA인지에 관계없이 기본식은 동일합니다. 질소를 함유한 염기에 인을 함유한 5탄당을 첨가하고 서로 결합시킵니다. 인 그룹과 다음 5개 탄소 고리의 산소 사이에 형성된 결합을 인 그룹이라고 합니다.포스포디에스테르 결합, RNA와 DNA의 중추를 형성합니다.

질소 염기가 유전 정보를 전달하는 방법

각 질소 염기 자체는 정보를 거의 전달하지 않습니다. 오히려 각 질소 염기는 두 개의 다른 염기와 함께 하나의 단위로 읽혀집니다. 이러한 세 가지 기본 정보 패킷을 호출합니다.코돈. 각 코돈은 특정 코돈을 지정합니다.아미노산. 적절한 순서로 결합되어 모양을 이루면 아미노산 사슬이 형성됩니다.단백질. 이 단백질은 성장부터 번식까지 모든 것을 포함하여 생명의 기능을 수행합니다.

기능하는 인간을 만들려면 약 30억 개의 염기쌍이 필요합니다. 이는 신체의 각 세포에 약 60억 개의 개별 염기가 있다는 것을 의미합니다. 이것이 엄청난 양처럼 보일 수도 있지만, 여러분의 몸은 끊임없이 DNA를 처리하고 복제하고 있습니다. 이것은 아마도 모든 유기체에 대한 질소 염기의 주요하고 가장 중요한 기능일 것입니다.

다른 세포 기능의 질소 염기

에너지 전달

유전 정보 저장은 질소 염기의 유일한 작업이 아닙니다. 많은 것들이 포도당과 같은 음식 분자 사이의 에너지 전달과 세포 내 단백질의 에너지 요구에 사용됩니다. 이들 분자 중 가장 잘 알려진 것은 다음과 같습니다.아데닌 삼인산, 더 일반적으로 ATP로 알려져 있습니다. 생물학 교과서에서는 종종 이 분자를 세포의 보편적인 에너지 전달 분자라고 부르지만, 이 분자가 다음에 기초하고 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.아데닌, 질소 염기.

ATP는 다양한 세포 반응에서 널리 알려져 있지만 세포 에너지 전달에 작용하는 유일한 질소 염기는 아닙니다. 또 다른 분자,구아닌삼인산염(GTP)는 다양한 세포 기능에 사용됩니다. GTP는 단백질 채널을 열고, 미세소관의 형성을 돕고, 심지어 중요한 단백질이 체내로 유입되도록 활력을 줍니다.미토콘드리아. 이는 차례로 다음을 통해 더 많은 ATP를 생산하는 데 도움이 됩니다.호기성 호흡, 이는 세포의 성장을 촉진합니다.

세포 신호 전달

질소 염기는 또한 다음과 같이 알려진 과정인 세포 신호 전달에서 중요한 역할을 할 수 있습니다.신호 변환. 일반적인 계획에는 신호를 보내기 위해 세포 내의 다양한 단백질에 작용하는 수많은 화학적 메신저가 포함됩니다. 췌장 세포는 혈당을 측정하고, 인슐린을 방출하라는 신호를 변환하고, 인슐린을 혈류에 분산시킬 수 있습니다. 이 과정은 질소 염기와 관련된 여러 요인에 의해 통합되고 조정됩니다.

ATP와사이클릭 아데닌 모노포스페이트이와 같은 세포내 신호 전달에 중요한 역할을 합니다. 이들 비율은 다양한 화학 반응을 다양한 평형점으로 유도하여 사실상 세포 활동을 유도합니다. GTP는 성장과 대사에서부터 세포사멸 신호까지 다양한 경로에 관여합니다.세포사멸).

퀴즈

1. 질소 염기는 얼마나 많은 정보를 담고 있습니까?
ㅏ.아미노산 1개의 3분의 1
비.없음
씨.아미노산 1개

2. 다음 중 질소 염기가 아닌 것은 무엇입니까?
ㅏ.아데닌
비.티민
씨.리보스

3. 한 과학자가 실험실에서 합성 DNA를 만들고 있습니다. 처음에 그는 두 개의 합성 질소 기본 분자만 사용하기로 결정했습니다. 둘 다 퓨린 분자와 유사합니다. 다음 중 과학자가 실험할 문제는 무엇입니까?
ㅏ.아무것도 아닙니다. 정상적으로 작동할 것입니다.
비.DNA는 이중 가닥이 아닙니다.
씨.DNA가 너무 많이 뒤틀리게 됩니다.

참고자료

• Hartwell, L.H., Hood, L., Goldberg, M.L., Reynolds, A.E., & Silver, L.M.(2011).유전학: 유전자에서 게놈까지.보스턴: 맥그로힐.
• Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C.A., Krieger, M., Scott, M.P., Bretscher, A.,. . . . . . . . . 마쓰다이라, P. (2008).분자세포생물학(6판). 뉴욕: W.H. 프리먼 앤 컴퍼니.
• 넬슨, D.L., & 콕스, M.M. (2008).생화학의 원리.뉴욕: W.H. 프리먼 앤 컴퍼니.