Unterschiede zwischen Purinen und Pyrimidinen

Purine und Pyrimidine sind zwei Gruppen stickstoffhaltiger Basen, die einen wesentlichen Bestandteil von Nukleinsäuren bilden, d. h. DNA (Desoxyribonukleinsäure) und RNA (Ribonukleinsäure) . In Nukleinsäuren sind die stickstoffhaltigen Basen an eine Pentose gebunden, d. h. an einen 5-Kohlenstoff-Zucker, der Desoxyribose (im Fall von DNA) oder Ribose (im Fall von RNA) sein kann.

Die Existenz der Doppelhelix, die die Struktur der DNA ausmacht und die alle unsere genetischen Informationen kodiert enthält, ist genau auf die Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Purinen einer der Ketten und einem komplementären Pyrimidin in der anderen zurückzuführen.

Obwohl sie in beiden Fällen als stickstoffhaltige Basen behandelt werden, weisen Purine und Pyrimidine wesentliche Unterschiede zwischen ihnen auf, sowohl in ihrer Struktur als auch in ihrer Funktion auf zellulärer Ebene. Diese Unterschiede werden in den folgenden Abschnitten erläutert.

Purine

Purine sind eine Gruppe, die zwei stickstoffhaltige Basen umfasst, deren Grundstruktur ein aromatischer Heterocyclus ist, der aus zwei kondensierten Ringen besteht. Einer davon ist ein sechsgliedriger Ring, während der andere ein fünfgliedriger Ring ist, und in jedem Ring befinden sich zwei Stickstoffatome.

Es gibt zwei Mitglieder in der Gruppe der Purine, nämlich Adenin und Guanin, deren Strukturen in der folgenden Abbildung dargestellt sind:

Sowohl Adenin als auch Guanin sind Bestandteile von DNA und RNA. Darüber hinaus erfüllen beide viele weitere Zusatzfunktionen innerhalb der Zelle, da sie sowohl Teil von Energiespeichermolekülen als auch von Neurotransmittern und anderen zellulären Botenstoffen sind.

Pyrimidine

Pyrimidine sind eine Gruppe von drei stickstoffhaltigen Basen, deren Grundstruktur auf dem Pyrimidinring basiert, einem aromatischen Heterocyclus, der zwei Stickstoffatome als Teil eines sechsgliedrigen Rings aufweist.

Die Gruppe der Pyrimidine besteht aus Cytosin, Thymin und Uracil. Obwohl es aus Pyrimidin gebildet wird, entfernt der Einschluss von einer oder zwei direkt an den Ring gebundenen Carbonylgruppen eine oder zwei Doppelbindungen am Ring, wodurch die Aromatizität des Pyrimidins gebrochen wird.

Cytosin kommt nur in DNA vor, und in RNA wird sein Platz von Uracil eingenommen, während Thymin sowohl in DNA als auch in RNA zu finden ist.

Unterschiede zwischen Purinen und Pyrimidinen

Purine und Pyrimidine haben unterschiedliche Grundstrukturen.

Wie bereits erwähnt, stammen beide Gruppen stickstoffhaltiger Basen von zwei verschiedenen Arten von aromatischen Ringen, nämlich Purin und Pyrimidin. Obwohl beide Ringe aromatische Heterocyclen sind, sind sie sehr unterschiedlich, insbesondere da einer monocyclisch ist, während der andere, das Purin, ein Fahrrad ist.

Purine sind an der Speicherung und Nutzung von Energie beteiligt; Pyrimidine nicht

Die Hauptenergiequelle für viele enzymkatalysierte Reaktionen stammt aus der Hydrolyse von Adenosintriphosphat oder ATP, das einen Adeninring enthält. Eine andere Verbindung, die eine ähnliche Funktion erfüllt, ist GTP, das Guanin anstelle von Adenin enthält, aber immer noch ein Purin ist.

Andererseits ist cAMP ein Second Messenger von großer Bedeutung, der Adenin enthält. In ähnlicher Weise enthalten auch zwei sehr wichtige Cofaktoren, FAD und NAD, Adenin. Diese Cofaktoren sind für das Funktionieren vieler Enzyme notwendig und sie sind auch Teil der Elektronentransportkette im Prozess der Zellatmung.

Purine behalten die gesamte oder einen Teil der Purin-Aromatizität, während Pyrimidine nicht aromatisch sind.

Adenin behält die Aromatizität in beiden Ringen des Purinrückgrats bei, während Guanin die Aromatizität im fünfgliedrigen Ring, aber nicht im sechsgliedrigen Ring beibehält. Die drei Pyrimidine haben jedoch Carbonylgruppen, die einen Teil des Rings bilden, was die Aromatizität des Systems bricht.

Sie unterscheiden sich im Biosyntheseweg

Sowohl Purine als auch Pyrimidine werden de novo , d. h. von Grund auf, im Zytoplasma synthetisiert , aber die Art und Weise, wie sie synthetisiert werden, ist sehr unterschiedlich.

Purine werden hauptsächlich in der Leber durch direkte Anlagerung von Kohlenstoffatomen an Ribose-5-phosphat synthetisiert. Das bedeutet, dass Purine nicht in freier Form, sondern direkt als Nukleotide synthetisiert werden. Das System aus zwei kondensierten Ringen ist aus den Aminosäuren Aspartat, Glycin und Glutamin sowie Bicarbonat- und Formiationen aufgebaut.

Im Fall von Pyrimidinen hingegen werden sie in verschiedenen Geweben des menschlichen Körpers synthetisiert und der Ring wird in freier Form aus Carbamoylphosphat und Aspartat synthetisiert und durch die Wirkung verschiedener Enzyme modifiziert. Dann wird das jeweilige Pyrimidin an ein Ribose-5-Phosphat gebunden, um das Nukleotid zu erhalten, das schließlich Teil von RNA oder DNA wird.

Sie unterscheiden sich in den Abbauprodukten

Diese beiden Klassen stickstoffhaltiger Basen unterscheiden sich nicht nur in ihrer Synthese, sondern auch in ihrer Metabolisierung. Beim Purinabbau entsteht als Hauptprodukt Harnsäure. Stattdessen werden Pyrimidine weiter in Ammoniak und Kohlendioxid zerlegt.

Verweise

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