Co jsou základní páry?

Páry bází jsou páry nukleotidů spojené s vodíkovou vazbou nalezenou v DNA a RNA. Tento genetický materiál je typicky dvouvláknový, se strukturou, která se podobá žebříku, a každá sada párů bází tvoří jednu příčku žebříku. Páry bází mají řadu zajímavých vlastností, které z nich dělají zajímavá témata, a pochopení toho, jak fungují páry bází, je pro mnoho genetiků důležité.

Nukleotidy, které tvoří DNA, jsou adenin (A), thymin (T), cytosin (C) a guanin (G). V RNA je thymin nahrazen uracilem (U). Tyto malé chemické sloučeniny společně vytvářejí genetický kód organismu a jejich uspořádání kóduje produkci řady proteinů. Adenin se může vázat pouze na tymin a cystosin se může vázat pouze na guanin. To například znamená, že když se zkoumá řetězec DNA, pokud existuje A na jednom konci příčky, T musí být na druhém.

Adenin a guanin jsou oba typy molekul známých jako puriny, zatímco thymin a cytosin jsou pyrimidiny. Puriny jsou větší, se strukturou, která zakazuje dvěma z nich, aby se přizpůsobily jedné příčce žebříku, zatímco pyrimidiny jsou příliš malé. To znamená, že adenin se nemůže stát párem bází s guaninem a tymin nemůže být v páru bází s cytosinem.

Dalo by se rozumně zeptat, proč se purinový adenin nemohl spojit s pyrimidinovým cytosinem a proč se tymin nemůže vázat s guaninem. Odpověď souvisí s molekulární strukturou těchto sloučenin; adenin nemůže vytvořit vodíkovou vazbu s cytosinem, stejně jako thymin nemůže vytvořit vodíkovou vazbu s guaninem. Tyto vlastnosti určují základní uspořádání párů bází, přičemž sloučenina na jednom konci příčky určuje, která sloučenina bude ležet na druhé straně.

Vytvoření jediného genu vyžaduje mnoho sad párů bází a jakýkoli daný řetězec DNA může obsahovat kromě genů, které jsou známé jako „nekódující DNA“, také mnoho genů, u nichž se zdá, že nemají žádnou funkci. Lidský genom obsahuje odhadované tři miliardy párů bází, což vysvětluje, proč úspěšné sekvenování lidského genomu trvalo tak dlouho a porozumění uspořádání párů bází lidem nepomůže pochopit, kde leží konkrétní geny a co tyto geny dělají. Svým způsobem lze základní páry považovat za abecedu, která se používá k psaní knihy genetického kódu.