Что такое базовые пары?

Пары оснований - это пары нуклеотидов, соединенных водородной связью, обнаруженной в ДНК и РНК. Этот генетический материал обычно является двухцепочечным, со структурой, напоминающей лестницу, и каждый набор пар оснований составляет единственную ступеньку лестницы. У пар оснований есть ряд интересных свойств, которые делают их интересными темами, и понимание того, как работают пары оснований, важно для многих генетиков.

Нуклеотидами, которые составляют ДНК, являются аденин (А), тимин (Т), цитозин (С) и гуанин (G). В РНК тимин заменен урацилом (U). Вместе эти небольшие химические соединения составляют генетический код организма, а их расположение кодирует для производства ряда белков. Аденин может связываться только с тимином, а цистозин может связываться только с гуанином. Это означает, например, что при проверке цепи ДНК, если на одном конце ступени есть буква А, на другом должен быть буква Т.

Аденин и гуанин - оба типа молекул, известные как пурины, в то время как тимин и цитозин - пиримидины. Пурины больше, со структурой, которая запрещает двум из них помещаться на одной ступени лестницы, в то время как пиримидины слишком малы. Это означает, что аденин не может стать парой оснований с гуанином, а тимин не может быть в паре оснований с цитозином.

Можно разумно спросить, почему пуриновый аденин не может связываться с пиримидиновым цитозином и почему тимин не может связываться с гуанином. Ответ связан с молекулярной структурой этих соединений; аденин не может образовывать водородную связь с цитозином так же, как тимин не может образовывать водородную связь с гуанином. Эти свойства определяют фундаментальное расположение пар оснований, причем соединение на одном конце ступени определяет, какое соединение будет лежать на другой стороне.

Требуется множество наборов пар оснований, чтобы составить один ген, и любая конкретная цепь ДНК может содержать множество генов в дополнение к участкам так называемой «некодирующей ДНК», ДНК, которая, по-видимому, не выполняет никакой функции. Человеческий геном содержит приблизительно три миллиарда пар оснований, что объясняет, почему для успешной последовательности генома человека потребовалось так много времени, а понимание расположения пар оснований не помогает людям понять, где находятся конкретные гены и что делают эти гены. В некотором смысле, пары оснований можно считать алфавитом, который используется для написания книги генетического кода.