Jakie są pary podstawowe?
Pary zasad to pary nukleotydów połączone wiązaniem wodorowym znajdującym się w DNA i RNA. Ten materiał genetyczny jest zazwyczaj dwuniciowy, a jego struktura przypomina drabinę, a każdy zestaw par zasad stanowi jeden szczebel drabiny. Pary podstawowe mają wiele interesujących właściwości, dzięki czemu są interesującymi tematami, a zrozumienie, w jaki sposób działają pary podstawowe, jest ważne dla wielu genetyków.
Nukleotydy tworzące DNA to adenina (A), tymina (T), cytozyna (C) i guanina (G). W RNA tyminę zastępuje się uracylem (U). Te małe związki chemiczne tworzą razem kod genetyczny organizmu, a ich układ koduje produkcję szeregu białek. Adenina może wiązać się tylko z tyminą, a cystozyna może wiązać się tylko z guaniną. Oznacza to na przykład, że gdy badana jest nić DNA, jeśli na jednym końcu szczebla znajduje się A, T musi znajdować się na drugim.
Adenina i guanina to typy cząsteczek zwane purynami, a tymina i cytozyna to pirymidyny. Puryny są większe, a ich konstrukcja uniemożliwia montaż dwóch z nich na jednym szczeblu drabiny, podczas gdy pirymidyny są zbyt małe. Oznacza to, że adenina nie może stać się parą zasad z guaniną, a tymina nie może znajdować się w parze zasad z cytozyną.
Można rozsądnie zapytać, dlaczego adenina purynowa nie może się związać z cytozyną pirymidynową i dlaczego tymina nie może się połączyć z guaniną. Odpowiedź dotyczy struktury molekularnej tych związków; adenina nie może tworzyć wiązania wodorowego z cytozyną, podobnie jak tymina nie może tworzyć wiązania wodorowego z guaniną. Te właściwości dyktują podstawowy układ par zasad, przy czym związek na jednym końcu szczebla dyktuje, który związek będzie leżał po drugiej stronie.
Potrzeba wielu zestawów par zasad, aby stworzyć pojedynczy gen, a każda dana nić DNA może zawierać liczne geny oprócz części tak zwanego „niekodującego DNA”, DNA, który nie wydaje się mieć żadnej funkcji. Ludzki genom zawiera około trzech miliardów par zasad, co tłumaczy, dlaczego tak długo zajęło sekwencjonowanie genomu ludzkiego, a zrozumienie układu par zasad nie pomaga ludziom zrozumieć, gdzie leżą określone geny i co robią te geny. W pewnym sensie pary zasad można uznać za alfabet, który służy do pisania książki z kodem genetycznym.