Bazni par

Bazni parovi ili parovi baza, koji se formiraju između specifičnih nukleobaza (označenih i kao azotne baze), su gradivni blokovi dvostrukog heliksa DNK, a učestvuju i u strukturi RNK. Oni diktirajući specifične obrasce vodoničnih veza, Votson-Krikovih parova: guanin – citozin (G – C) i adenin – timin) (A – T), omogućavaju DNK molekulu održavanje regularne spiralne strukture koja suptilno zavisi od nukleotidnih sekvenci.^[1] Komplementarna priroda ove strukture zasnovane na uparivanju pruža sigurnosnu kopiju svih genetičkih informacija kodiranih u strukturi DNK. Redovna struktura i samoobnovljivost podataka u DNK, čine je pogodnom za čuvanje genetičke informacije, dok uparivanje između DNK i dolaznih nukleotida pruža mehanizam putem kojeg DNK polimeraza replikuje DNK, a RNK polimeraza transkribuje DNK u RNK. Mnogi DNK-vezujući proteini mogu da prepoznaju specifične bazne parove koji identifikuju određene regulatorne regije gena.^[2][3][4]

Osobenost svakog molekula DNK, odnosno svakog njegovog nukleotida (nukleobaze) određuje prisutna azotna baza, budući da se ona javlja u četiri različite varijante, dok su njegove ostale dve komponente uvek istovetne: pentozni šećer dezoksiriboza i fosfatna grupa. Kao što je već istaknuto, od azotnih baza u nukleotidima DNK se alternativno nalaze purini: adenin (A) i guanin (G) i pirimidini: citozin (C) i timin (T), po kojima se i cele strukture označavaju kao adeninski, guaninski, citozinski i timinski nukleotidi. Unutar molekula nukleotida središnji položaj ima šećer, a pošto se za njega azotna baza veže bočno (prema komplementarnom polulancu), kostur polinukleotidnog lanca čine naizmenični sled karika: dezoksiriboza – fosfatna grupa – dezoksiriboza – fosfatna grupa → → ... Jedan zavoj spirale čini deo polulanca od 10 parova pentoza – fosfatna grupa (3,4 nm = 3,4 x 10–6 mm). Dva ovakva polulanca nukleotida međusobno su spojena paralelnim „prečkama” – vodoničnim vezama preko komplementarnih azotnih baza istog nivoa. Ova komplementarnost je dosledna celom dužinom polimera, a ogleda se u tome što se adenin uvek veže sa timinom, a guanin sa citozinom, sa četiri moguće varijante veza među polulancima DNK: A–T i T–A, te G–C i C–G. Imajući u vidu tu pravilnost, redosled nukleotida u jednom polulancu precizno je uslovljen i određen komplementarnim nizom njegovog parnjaka. Prema toj genetičkoj konstanti, ukupni broj molekula adenina u svakom lancu DNK (pa i u ćeliji i organizmu) jednak je broju molekula timina, a guanina ima onoliko koliko i citozina. Stalnost ukupne količine DNK po jednoj ćeliji je jedna od osnovnih genetičkih karakteristika svake vrste organizama, što se odnosi i na međusobnu razmeru A–T i G–C nukleotidnih parova.^{[5][2][5][3][6]}

Unutarmolekularni parovi baza mogu se javiti u unutar jednostrukog lanca nukleinskih kiselina. To je posebno važno u RNK molekulima (npr. transportna RNK), gde parovi baza (G-C i A-U) dozvoljavaju formiranje kratkog dvolančanog heliksa, a širok spektar nespecifične interakcije (npr. G-U ili A-A) omogućava savijanje RNK u mnoštvo specifičnih trodimenzionalnih RNK struktura. Osim toga, uparivanje baza između transportne RNK (tRNK) i informacione RNK (iRNK) predstavlja osnovu za molekularno prepoznavanje događaja koji rezultiraju u sekvenci nukleotida iRNK, koja postaje genetički kod za sekvencu aminokiselina u proteinima.

Veličina pojedinih gena ili celog genom nekog organizma često se meri u baznim parovima DNK, jer je obično dvostruki polimer. Stoga je ukupni broj parova baza jednak broju nukleotida u jednom od lanaca (s izuzetkom nekodirajućih jednostrukih regija telomera. U haploidima ljudskog genoma (23 hromozoma) procenjuje se da po dužini ima oko 3,2 milijarde baza i da je prisutno 20.000-25.000 različitih gena za kodiranje proteina.^[7][8][9] Kilobaza (kb) je merna jedinica u molekularnogj biologiji jednaka sa 1000 baznih parova DNK ili RNK.^[10] Totalna količina DNK baznih parova na Zemlji se procenjuje da je 5,0 × 10³⁷, i teži 50 milijardi tona.^[11] U poređenju s tim, ukupna količina mase biosfere se procenjuje da je oko 4 TtC (biliona tona ugljenika).^[12]

1. ^ „Sequence-Dependent Variability of B-DNA”. DNA Conformation and Transcription. Springer: 18–34. 1979. doi:10.1007/0-387-29148-2_2. 
2. ^ ^{а б} Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. : Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo. 2005. ISBN 978-9958-9344-1-4.
3. ^ ^{а б} Hadžiselimović R., Pojskić N. : Uvod u humanu imunogenetiku. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo. 2005. ISBN 978-9958-9344-3-8.
4. ^ Sofradžija A., Šoljan D., Hadžiselimović R. : Biologija 1, Svjetlost, Sarajevo. 1996. ISBN 978-9958-10-686-6.
5. ^ ^{а б} Kapur Pojskić L., Ed. : Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju, 2. izdanje. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo. 2014. ISBN 978-9958-9344-8-3.
6. ^ Berberović LJ., Hadžiselimović R. : Rječnik genetike. Svjetlost, Sarajevo. 1986. ISBN 978-86-01-00723-9.
7. ^ Moran, Laurence A. (24. 3. 2011). „The total size of the human genome is very likely to be ~3,200 Mb”. Sandwalk.blogspot.com. Приступљено 16. 7. 2012. 
8. ^ „The finished length of the human genome is 2.86 Gb”. Strategicgenomics.com. 12. 6. 2006. Приступљено 16. 7. 2012. 
9. ^ International Human Genome Sequencing Consortium (2004). „Finishing the euchromatic sequence of the human genome”. Nature. 431 (7011): 931—45. Bibcode:2004Natur.431..931H. PMID 15496913. doi:10.1038/nature03001. 
10. ^ Cockburn, Andrew F.; Jane Newkirk, Mary; Firtel, Richard A. (1976). „Organization of the ribosomal RNA genes of dictyostelium discoideum: Mapping of the nontrascribed spacer regions”. Cell. 9 (4): 605—613. doi:10.1016/0092-8674(76)90043-X. 
11. ^ Nuwer, Rachel (18. 7. 2015). „Counting All the DNA on Earth”. The New York Times. New York: The New York Times Company. ISSN 0362-4331. Приступљено 18. 7. 2015. 
12. ^ „The Biosphere: Diversity of Life”. Aspen Global Change Institute. Basalt, CO. Архивирано из оригинала 02. 09. 2010. г. Приступљено 19. 7. 2015.