Purine | Sa structure fondamentale

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Définition purine

Purines sont généralement des composés organiques constitués de deux hétérocycles aromatiques. Ils sont généralement solubles dans l'eau et contiennent des atomes d'azote et de carbone dans leurs cycles. Par conséquent, ils sont connus comme hétérocycliques. Ils sont généralement classés en purines normales, purines substituées et purines tautomères.

Base de purine

En général, deux bases azotées dans l'ADN et l'ARN contiennent des anneaux de purine 

Adénine qui est connue sous le nom de 6-aminopurine                      

guanine, connue sous le nom de 6-oxy-2-amonipurine

Le groupe amino dans Adenine est présent en position C6 (atome de carbone présent en 6ème position du cycle). Alors que le groupe amino de la guanine est présent en position C2, la guanine contient également un groupe carbonyle en position C6.

Purine nucléotides

Les nucléotides sont chimiquement les esters phosphates des nucléosides. Les nucléotides sont les unités monomères présentes dans les acides nucléiques tels que l'ADN et l'ARN. Par conséquent, ils sont appelés polynucléotides.

Les nucléotides sont composés de trois composants structurels essentiels:

  1. Une base purine (Adénine ou Guanine)
  2. Un sucre à 5 C (désoxyribose ou ribose)
  3. Un groupe phosphate
Figure: Structure du nucléotide purique et son importance dans la structure en double hélice de l'ADN https://commons.wikimedia.org/wiki/File:0322_DNA_Nucleotides.jpg

Structure purine

Purines sont généralement des structures à double anneau comprenant neuf membres (cinq atomes de carbone et quatre atomes d'azote). L'anneau géant se compose de six atomes (deux atomes d'azote et quatre atomes de carbone), tandis que le plus petit cycle se compose de cinq atomes (trois atomes de carbone et deux atomes d'azote). Deux atomes de carbone sont communs dans le cycle le plus grand et le plus petit.

purine
Figure: Structure de la purine
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Blausen_0323_DNA_Purines.png

Purine adénine

L'adénine est une base azotée dérivée de la purine représentée par la lettre «A». Le nom IUPAC d'Adenine est 6-aminopurine. L'adénine forme un appariement de bases complémentaire avec la thymine et l'uracile dans l'ADN et l'ARN, respectivement. L'adénine réagit avec un sucre ribose pour former l'adénosine nucléoside, qui se trouve dans l'ARN et l'ATP. Alors que, lorsque l'adénine réagit avec le désoxyribose, elle comprend le désoxyadénosine nucléoside, qui est présent dans l'ADN. L'adénine forme divers composés tautomères ayant la capacité d'interconversion. 

Les dérivés de l'adénine remplissent une variété de fonctions essentielles dans diverses voies biochimiques. La monnaie énergétique de la cellule, «l'ATP» (adénosine triphosphate), est également un dérivé de l'adénine. Plusieurs dérivés de l'adénine tels que le FAD (Flavin adénine dinucléotide) et le NAD (Nicotinamide adénine dinucléotide) agissent comme coenzymes pour plusieurs enzymes biochimiquement essentielles. Les dérivés de purine ont également des rôles spécifiques dans la synthèse des protéines et la réplication de l'ADN.

Purines et pyrimidines

Ce sont les principaux constituants structurels et fondamentaux de l'ADN et de l'ARN, essentiels pour stocker l'information génétique à l'intérieur de la cellule. Les altérations du métabolisme cellulaire des purines et des pyrimidines ont des conséquences diverses. 

Les cellules malignes présentent une propriété de diviser et de synthétiser l'ADN et l'ARN à un rythme exceptionnellement plus rapide. Les inhibiteurs de la synthèse nucléotidique jouent un rôle significatif dans l'inhibition de la réplication de l'ADN dans les cellules malignes à division rapide et aboutissant finalement à une diminution de la croissance des cellules malignes.

Les purines et les pyrimidines sont souvent impliquées dans la catalyse enzymatique car elles agissent comme une coenzyme. Certains dérivés essentiels de la purine comme le NAD (nicotinamide adénine dinucléotide) et le FAD (Flavin adénine dinucléotide) agissent comme coenzyme pour plusieurs enzymes appartenant à la classe des oxydoréductases et hydrolases. En général, comme les enzymes de glycolyse et le cycle de Kreb. Le NAD est souvent utilisé sous diverses autres formes dans les réactions telles que NAD + (forme oxydée de NAD), NADP (forme conjuguée de phosphate de NAD), NADH (forme réduite de NAD) etc. 

Purine vs pyrimidine

Les nucléotides sont classés en fonction de la structure fondamentale de base en purines et pyrimidines. Ils maintiennent ensemble les deux brins de l'ADN via des liaisons hydrogène qui se forment entre les purines et les pyrimidines. L'appariement des bases azotées se produit selon la règle de Chargaff, qui stipule que l'adénine s'apparie avec la thymine tandis que la guanine s'apparie avec la cytosine. 

PurinesPyrimidines
Les purines sont de plus grande tailleLes pyrimidines sont de plus petite taille
Contient deux anneaux composés d'atomes de carbone et d'azoteNe contiennent qu'un seul anneau composé d'atomes de carbone et d'azote
Ils sont de deux types: Adénine (A) et Guanine (G) Les deux sont communs dans l'ADN ainsi que l'ARNIls sont de trois types de base: la thymine (T), la cytosine (C) et l'uracile (U) La cytosine est commune à la fois dans l'ADN et l'ARN La thymine se trouve spécifiquement dans l'ADN tandis que l'uracile n'est présent que dans l'ARN
Tableau: Différence fondamentale entre les purines et les pyrimidines

Liaisons hydrogène purine

Les bases azotées purines contiennent généralement de l'azote et de l'oxygène, qui sont considérés parmi les éléments les plus électronégatifs. La seule paire d'électrons présents dans les atomes d'oxygène et d'azote joue le rôle d'accepteurs de liaison hydrogène. En revanche, l'hydrogène attaché à l'oxygène et à l'azote développe une charge positive partielle en raison de l'électronégativité de l'atome d'oxygène et d'azote. Cet atome d'hydrogène joue le rôle de donneur de liaison hydrogène. 

Les forces d'attraction non covalentes maintiennent ensemble le donneur de liaison hydrogène ainsi que l'accepteur de liaison hydrogène. Cette force d'attraction non covalente est connue sous le nom de liaison hydrogène. Examinons le cas de la désoxyguanosine. L'atome d'oxygène attaché au C6 agit comme accepteur de liaison hydrogène tandis que les atomes d'hydrogène attachés au N1 et N2 agit comme donneur de liaison hydrogène.  

Pourquoi les purines se lient aux pyrimidines

Le cadre structurel des purines et des pyrimidines leur permet de former des liaisons H les unes avec les autres. Par exemple, la guanine (purine) et la cytosine (pyrimidine) ont certains atomes qui sont capables de former une liaison hydrogène (ils peuvent fournir de l'hydrogène acide ou un atome électronégatif pour la formation d'une liaison hydrogène). La guanine et la cytosine ont trois de ces paires d'atomes. Par conséquent, ils forment trois liaisons hydrogène. Alors que l'adénine et la thymine ont deux de ces paires, elles peuvent former deux liaisons hydrogène.

La purine à la liaison hydrogène purine ou la liaison hydrogène pyrimidine à pyrimidine n'est pas possible en raison de la différence d'orientation des atomes capables de former des liaisons hydrogène. Purine-Purine ou Pyrimidine-Pyrimidine ne peuvent pas former de paires de bases complémentaires en raison de la différence de leurs formes tautomères. 

Figure: Appariement de base AT https://commons.wikimedia.org/wiki/File:AT_DNA_base_pair.svg
Figure: Appariement de la base GC https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Base_pair_GC.svg

Mnémonique de la purine pyrimidine

Pour se souvenir des informations de base relatives aux purines et aux pyrimidines, les gens ont conçu des phrases ressemblant aux informations concernant les purines et les pyrimidines.

«Pur comme l'or», nous pouvons nous souvenir des types de purines par ce mnémonique. 

Ici, 

Pure ressemble à «Purine». 

comme ressemble à «Adenine».

l'or ressemble à la «guanine».

«Coupez le gâteau», nous pouvons nous rappeler les types de pyrimidines par ce mnémonique.

Ici,

CUT signifie «cytosine, uracile et thymine».

La tarte ressemble aux «pyrimidines».

Conclusions

Dans cet article, nous avons discuté de la purine structure, nature de la liaison et leur appariement de bases complémentaires avec les pyrimidines dans les détails. pour en savoir plus sur les purines et leur biosynthèse cliquer ici

FAQs

Q1. ce que signifie purine

Répondre: Les purines sont des composés azotés cristallins de formule générale C5H4N4. Ils sont l'un des principaux constituants des acides nucléiques, tels que les acides désoxyribonucléiques et les acides ribonucléiques. Les purines se trouvent en abondance dans la viande. L'adénine et la guanine sont les nucléotides purines présents dans l'ADN et l'ARN. Les purines sont les composés précurseurs de la formation d'acide urique et sont excrétées du corps par l'urine. L'augmentation des niveaux d'acide urique à l'intérieur du corps invite souvent à diverses anomalies physiologiques.

Q2. quelle purine se trouve dans l'ADN

Réponse: Deux types de purines (bases azotées à double anneau) se trouvent dans l'acide désoxyribonucléique (ADN), à savoir:

Adénine: elle est également connue sous le nom de 6-aminopurine, formule chimique: C5H5N5, masse moléculaire = 135.13 grammes par mole

Guanine: elle est également connue sous le nom de 2-aminopurine-6-one, formule chimique: C5H5N5O, masse moléculaire = 151.13 grammes par mole

Q3. quelles paires de purine pyrimidine pouvez-vous former.

Répondre: La purine forme une paire de bases complémentaire avec la pyrimidine en suivant la règle de Chargaff, qui stipule que l'adénine sera toujours des paires de bases avec la thymine, et la guanine sera toujours des paires de bases avec la cytosine. Ce modèle d'appariement est également appelé appariement de base Watson-Crick. La purine s'apparie toujours avec la pyrimidine car l'espace entre deux brins nucléotidiques de l'ADN n'est que de 20 Â dans lesquels seuls 3 anneaux peuvent s'adapter si la purine forme une paire de bases avec une autre purine. Il y aura 4 anneaux entre les deux brins de l'ADN. Si la pyrimidine comprend une paire de bases avec une autre pyrimidine, il y aura 2 anneaux entre les brins d'ADN. Les deux conditions seront instables pour la structure de l'ADN. 

Q4. purine vs pyrimidine

Répondre: Les purines contiennent des structures à double anneau, tandis que les pyrimidines contiennent des structures à un seul anneau. Les anneaux de purines et de pyrimidines sont composés d'atomes d'azote et de carbone. Deux types de base de purines (Adénine et Guanine) se trouvent dans l'ADN / ARN tandis que trois types de base de pyrimidines (Thymine, Cytosine et Uracile) se trouvent dans l'ADN / ARN.

Q5. purine vs protéine

Réponse: les atomes constitutifs des protéines générales sont similaires aux purines; tous deux sont composés d'atomes de C, H, O et N. Mais la purine contient des groupes amino et céto, tandis que les protéines ont des groupes acides aminés et carboxyliques (car ce sont des polymères d'acides aminés).

Les purines sont les composants des acides nucléiques, tandis que les protéines sont les composants d'autres structures cellulaires.

Q6. La purine est-elle une protéine

Répondre: La purine n'est pas une protéine car elle n'est pas composée d'acides aminés. Mais, certains des dérivés de purine comme la xanthine et l'hypoxanthine sont connus sous le nom d'acides aminés puriques.

Q7. Quelle est la différence entre un nucléotide et un nucléoside?

Répondre:  Le nucléotide contient une base azotée, un sucre ribose et un groupe phosphate, tandis que le nucléoside contient une base azotée et du sucre ribose.

Les nucléotides sont le monomère de l'ADN / ARN, tandis que les nucléosides sont les molécules précurseurs des nucléotides.

Les nucléotides sont impliqués dans diverses voies biochimiques, mais pas le nucléoside.

Q8. Existe-t-il un ADN simple brin?

Répondre: Oui, l'ADN simple brin existe; certains virus ont l'ADN ss comme génome. Mais l'ADN ss est moins stable que l'ADN double brin ou l'ADN double brin.

Q9. Qu'est-ce qui est le plus stable? ADN ou ARN

Répondre: Le sucre désoxyribose est beaucoup plus stable que le sucre ribose. Puisque l'ADN contient du sucre de désoxyribose; ainsi, il est beaucoup plus stable que l'ARN. L'ARN a une durée de vie de quelques minutes après la fin de sa durée de vie; L'ARN se dégrade alors que l'ADN est fonctionnel tout au long de la vie de cette cellule, même pendant des décennies.

Q10. Quelle paire de bases est la plus stable entre AT et GC?

Réponse: La guanine et la cytosine forment trois liaisons hydrogène, tandis que l'adénine et la thymine ne forment que deux liaisons hydrogène. Par conséquent, la paire de bases GC est plus stable et l'ADN contenant une plus grande quantité de paires de bases GC est également plus durable.

À propos du Dr Abdullah Arsalan

Je suis Abdullah Arsalan, j'ai terminé mon doctorat en biotechnologie. J'ai 7 ans d'expérience en recherche. J'ai publié jusqu'à présent 6 articles dans des revues de renommée internationale avec un facteur d'impact moyen de 4.5 et peu d'autres sont pris en compte. J'ai présenté des articles de recherche dans diverses conférences nationales et internationales. Mon domaine d'intérêt est la biotechnologie et la biochimie avec un accent particulier sur la chimie des protéines, l'enzymologie, l'immunologie, les techniques biophysiques et la biologie moléculaire.

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