Uracil

Historie

Název uracil byl vytvořen v roce 1885 německým chemikem Robertem Behrendem, který se pokoušel syntetizovat deriváty kyseliny močové a odvodil strukturu této sloučeniny z methylderivátu. * V roce 1900 jej Albert Ascol izoloval při hydrolýze kvasinek. +more Dále byl nalezen v brzlíku a slezině skotu, spermiích sleďů a pšeničných klíčcích.   * Na základě izotopových poměrů 12C : 13C v organických sloučeninách nalezených v meteoritu Murchison se předpokládá, že uracil, xantin a příbuzné molekuly mohly být také vytvořeny mimo zemi.  Data ze sondy Cassini, která obíhá v soustavě Saturnu, naznačují, že uracil je přítomen na povrchu jeho měsíce Titan.

Vlastnosti

Tautomery uraciluJedná se o rovinnou, nenasycenou sloučeninu, která má schopnost absorbovat světlo. +more * Je to bílá prášková pevná látka, která se taví při teplotě 341 °C. * Disociace uraciluRentgenová analýza krystalové struktury prokázala, že z možných šesti tautomerních forem v pevném stavu je přítomna především dioxoforma (1). * Uracil je slabá kyselina (pKa = 9,45). V uracilovém aniontu je záporný náboj delokalizován, a proto se uracil rozpouští ve vodných alkáliích a vodném amoniaku.

Sloučeniny obsahující uracil

Vlevo uridin a vpravo pseudouridin.

Nukleosidy

Nukleosidy se skládají z pětiuhlíkového sacharidu (ribózy nebo deoxyribózy) a z nukleové báze (ze skupiny purinů nebo pyrimidinů). Nukleosidy jsou základní molekulární stavební kameny nukleotidů, od kterých se liší tím, že neobsahují kyselinu fosforečnou. +more V živých organismech jsou nukleosidy jako součást nukleotidů nositeli genetické informace. Uridintrifosfát Uracil tvoří s ribózou dva různé nukleosidy:.

* uridin (značka U, spojení přes atom N1) * pseudouridin (značka Ψ, spojení přes atom C5)

Nukleotidy

Nukleotidy jsou fosforylované nukleosidy, tedy látky složené z nukleové báze (nejčastěji purinové nebo pyrimidinové), pětiuhlíkového monosacharidu (ribóza nebo deoxyribóza) a jednoho nebo více zbytků kyseliny fosforečné. Pokud je kyselina fosforečná navázána na uracil vznikají životně důležité sloučeniny. +more Vodíkové vazby v páru adenin-uridin Fosforylace uridinu na atomu C5 ribózy vede k důležitým nukleotidům uridinmonofosfátu (UMP), uridindifosfátu (UDP) a uridintrifosfátu (UTP).

DNA a RNA

Uracil je jednou z nukleových bází v nukleové kyselině RNA společně s adeninem, guaninem a cytosinem. Nukleosidy uracilu jsou uridin v RNA a velmi vzácný deoxyuridin v DNA. +more V párování bází Watson-Crick tvoří dvě vodíkové vazby s adeninem. V DNA se uracil nevyskytuje a místo něj se s adeninem v DNA páruje thymin.

Uracil v RNA a DNA

Deaminace a hydrolýza cytosinu na uracil Nukleová kyselina RNA vznikla evolučně dřív než DNA. +more V RNA se vyskytuje uracil, v DNA se místo uracilu vyskytuje thymin. Uracil je proto evolučně původnější složkou nukleových kyselin než složitější thymin, který navíc obsahuje methylovou skupinu na uhlíku C5. Pro buňky je tedy snazší vyrábět uracil než thymin, a jelikož je molekul RNA v buňce vysoké množství a neustále se obnovují, používá se v RNA uracil. V dvouvláknových částech RNA tvoří uracil komplementární pár s adeninem, slaběji se však wobblerovým párováním váže i s guaninem nebo inosinem.

V DNA se místo uracilu vyskytuje thymin, protože tak široké možnosti párování uracilu by v DNA mohly způsobit změnu základní sekvence (mutaci) a informace geneticky zakódovaná v nukleotidové sekvenci by byla změněna. Na základě chyby se však uracil i do řetězce DNA může vzácně dostat, a to zejména ze dvou příčin:

* Deaminací cytosinu přítomného v řetězci na uracil, například adicí vodíkového kationtu z molekuly alkylovaného guaninu. Pokud by v DNA došlo k náhodné deaminaci cytosinu na uracil, nešlo by rozlišit, zda tento uracil do DNA patří nebo zda vznikl deaminací cytosinu. +more * Substitucí thyminu za uracil, pokud se v okamžiku replikace DNA vyskytuje větší množství deoxyuridinu. Uracil vyskytující se v DNA může být rozpoznán specifickými opravnými enzymy jako mutovaná báze. Je pak odstraněn a vyměněn za cytosin (oprava excize báze).

Příbuzné sloučeniny

Soubor:Dihydrouracil.svg|Dihydrouracil Soubor:Thymin.svg|Thymin Soubor:Fluorouracil.png|Fluoruracil Soubor:5-Chlorouracil.svg|Chloruracil Soubor:5-Bromouracil structure.png|Bromuracil

Reference

Externí odkazy

Kategorie:Pyrimidiny Kategorie:Nukleové báze