核鹼基
核鹼基（英語：nucleobase）又稱含氮鹼基（nitrogenous base）[1][2]，生物學常簡稱鹼基（base），是一類性質為鹼性且擁有氮的化合物，也是在DNA和RNA中起配對作用的部分。例如嘧啶類是核鹼基，胺類是最典型的含氮鹼基；核鹼基與含氮鹼基兩者稱呼只是強調重點不同而已，前者以生物學的角度強調此鹼在核苷酸中[3]，後者以化學的角度強調此有機鹼含有氮原子。
核鹼基都是雜環化合物，其氮原子位於環上或取代氨基上，其中一部分（取代氨基，以及嘌呤環的1位氮、嘧啶環的3位氮）直接參與鹼基配對。
常見的核鹼基共有5種：胞嘧啶（縮寫C）、鳥嘌呤（G）、腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T，通常為DNA專有）和尿嘧啶（U，通常為RNA專有）。腺嘌呤和鳥嘌呤屬於嘌呤族（縮寫作R），它們具有雙環結構。胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶屬於嘧啶族（Y），它們的環系是一個六元雜環。RNA中，尿嘧啶取代了胸腺嘧啶的位置。胸腺嘧啶比尿嘧啶多一個5位甲基，這個甲基增大了遺傳的準確性。
| 鳥嘌呤（G） | 腺嘌呤（A） | |
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| 胞嘧啶（C） | 胸腺嘧啶（T） | 尿嘧啶（U） |
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核鹼基的形式[編輯]
核鹼基有酮式和烯醇式，可以互相轉換。在生理pH條件下一般為酮式。[4]
主要核鹼基與核苷的結構[編輯]
核鹼基通過糖苷鍵與核糖或去氧核糖的1位碳原子相連而形成的化合物叫核苷。核苷再與磷酸結合就形成核苷酸，磷酸基接在五碳糖的5位碳原子上。
| 核鹼基 |
腺嘌呤 |
鳥嘌呤 |
胸腺嘧啶 |
胞嘧啶 |
尿嘧啶 |
| 核苷 |
 腺苷 A |
 鳥苷 G |
 胸苷 T |
 胞苷 C |
 尿苷 U |
DNA與RNA含不同核鹼基[編輯]
核鹼基的配對[編輯]
DNA[編輯]
核鹼基位於DNA二股上，而重要的是二股上的鹼基會互相連結：腺嘌呤與胸腺嘧啶配對、鳥嘌呤與胞嘧啶的配對，這樣兩兩通過氫鍵的配對稱為「鹼基對」，[5]如圖：
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腺嘌呤與胸腺嘧啶之間的配對只有兩根氫鍵，而鳥嘌呤與胞嘧啶之間的配對有三根，因此含有G-C鹼基對較多的DNA較為穩定。
RNA[編輯]
簡拼核鹼基符號[編輯]
| 符號 | 代替鹼基 |
|---|---|
| R | A/G |
| Y | C/T |
| M | A/C |
| K | G/T |
| S | G/C |
| W | A/T |
| H | A/T/C |
| B | G/T/C |
| V | G/A/C |
| D | G/A/T |
| N | A/G/C/T |
中間產物[編輯]
| 核鹼基 |
 次黃嘌呤 |
 黃嘌呤 |
 7-甲基鳥嘌呤 |
 5,6-二氫尿嘧啶 |
| 核苷 |
 次黃苷 I |
 黃苷 X |
 7-甲基鳥苷 m7G |
 二氫尿苷 D |
新四大核鹼基[編輯]
近幾年有人將表觀遺傳學修飾的5-甲基胞嘧啶（5mC）稱為第5種鹼基，5-羥甲基胞嘧啶（5hmC）稱為第6種鹼基。2011年研究人員發現了第7種DNA鹼基「5-甲酰基胞嘧啶」（5fC），和第8種「5-羧基胞嘧啶」（5caC）。這幾種鹼基實際上都是由胞嘧啶經由Tet蛋白修飾後形成。人類和小鼠幹細胞都擁有Tet蛋白，Tet蛋白是重新編程已經分化的細胞的一種重要功能蛋白[6]。
參看[編輯]
外部連結[編輯]
參考文獻[編輯]
- ^ Nelson, David L. and Michael M Cox (2008). Lehninger Principles of Biochemistry, ed. 5, W.H. Freeman and Company. p. 272. ISBN 071677108X.
- ^ Carey, Francis A. (2008). Organic Chemistry, ed. 6, Mc Graw Hill. p. 1206. ISBN 0072828374.
- ^ Roger L. Lundblad. Chemical Modification of Biological Polymers. CRC Press. 2016: 5 [2023-07-27]. ISBN 9781439849002. （原始內容存檔於2023-07-28）.
- ^ Yang, Jianxiong, 1954-; 楊建雄, 1954-. Fen zi sheng wu xue. 分子生物学（第二版） Di er ban. Beijing Shi. ISBN 7-03-045212-7. OCLC 950961809.
- ^ Angstadt, Carol N (1997) Purine and Pyrimidine Metabolism （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）. library.med.utah.edu
- ^ S, Shen, L, Dai Q.; Wu SC, Collins LB, Swenberg JA, He C, Zhang Y. Tet proteins can convert 5-methylcytosine to 5-formylcytosine and 5-carboxylcytosine. Science. 2011 Sep 2;333(6047):1300-3. Epub 2011 Jul 21.
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