Спаренные основания

Спаренные основания — пара двух азотистых оснований нуклеотидов на комплементарных цепочках нуклеиновых кислот (противоположных ДНК или одинаковых РНК), соединённая с помощью водородных связей.

Аденин (A) — Тимин (T)

Гуанин (G) — Цитозин (C)

При каноническом спаривании оснований ДНК по Уотсону — Крику, аденин (A) формирует спаренное основание с тимином (T), а гуанин (G) — с цитозином (C). В РНК тимин заменён урацилом (U). Другие спаривания, не по Уотсону — Крику, также случаются, особенно в РНК, и возникают в результате изменённой картины водородных связей: типичным примером являются хугстеновские (имидазольные) спаренные основания. Пара A-T (или A-U) связана двумя водородными связями, а пара G-C — тремя.

Основная роль образования спаренных оснований в биологических системах — возможность считывания и копирования информации, закодированной в нуклеиновых кислотах. В процессе трансляции, благодаря образованию спаренных оснований, кодонами молекул матричных РНК распознаются антикодоны транспортных РНК.

Некоторые ДНК- или РНК-связывающие ферменты могут распознавать определённые последовательности спаренных оснований: например, факторы транскрипции так идентифицируют специфические регуляторные участки генов.

Использование в качестве единицы измерения

Размер индивидуальных генов или целых геномов (C-значение) организмов часто выражается в спаренных основаниях, потому что эти гены и геномы соединяются в двухцепочечную ДНК. Число пар оснований равно числу нуклеотидов в одной из цепочек (за исключением некодирующих регионов теломер, которые являются одноцепочечными).

В случае использования термина «спаренное основание» как единицы измерения название обычно сокращается до «bp» (от англ. base pair). В русскоязычной литературе иногда также используется сокращение п.н. — пара нуклеотидов. Кроме того, применяются производные единицы:

• килоба́за или т. п. о. (т. п. н. или кб; англ. kilobase, kb или kbp) — тысяча пар оснований;
• мегаба́за или млн п. о. (млн п. н. или Мб; англ. megabase, Mb или Mbp) — миллион пар оснований;
• гигаба́за или млрд п. о. (млрд п. н. или Гб; англ. gigabase, Gb или Gbp) — миллиард пар оснований.

Одна пара оснований соответствует расстоянию вдоль двухцепочечной молекулы ДНК, равному 3,4 Å (0,34 нм), одной десятой полного оборота спирали. Молекулярная масса одной пары оснований в ДНК в среднем равна 643 дальтона.

См. также

• Неоднозначные пары оснований

Литература

• Watson J. D., Baker T. A., Bell S. P., Gann A., Levine M., Losick R. Molecular Biology of the Gene (неопр.). — 5th. — Pearson Benjamin Cummings: CSHL Press, 2004. (See esp. ch. 6 and 9)
• Olson, W. K., Bansal, M., Burley, S. K., Dickerson, R. E., Gerstein, M., Harvey, S. C., Heinemann, X.-J. L. U., Neidle, S., Shakked, Z., Sklenar, H., Suzuki, M., Tung, C.-S., Westhof, E., Wolberger, C. & Berman, H. M. A standard reference frame for the description of nucleic acid base-pair geometry (англ.) // Journal of Molecular Biology. — 2001. — Vol. 313. — P. 229-237.
• Myron F. Goodman. Hydrogen bonding revisited: Geometric selection as a principal determinant of DNA replication fidelity (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences. — 1997. — Vol. 94. — P. 10493–10495.

Ссылки

• Nucleic Acid Basepair Geometry Nomenclature — University of Hamburg — Faculty of Biology, Highlights of Biochemistry (англ.)