Salute e malattia
Le purine e le pirimidine sono mattoni per molti dei composti organici trovati in natura e nei nostri corpi. In effetti, purine e pirimidine sono la base per il materiale genetico immagazzinato nel nostro DNA. Sono composti organici mono e dicyclici che contengono azoto e carbonio nei loro anelli. Inoltre, queste molecole hanno gruppi sostituenti variabili che permettono loro di avere grande diversità.
La struttura base di una pirimidine (C4H4N2) è un anello aromatico ciclico monociclico a 6 atomi con atomi di azoto nelle posizioni 1 e 3. Le posizioni 2, 4, 5 e 6 sono occupate da atomi di carbonio. Una purina (C5H4N4) d'altra parte è un composto aromatico dicyclico. Gli atomi di azoto sono situati nelle posizioni 1, 3, 7 e 9. Gli atomi di carbonio sono situati nelle posizioni 2, 4, 5, 6 e 8. Una molecola di purina è in realtà una molecola di pirimidine con un anello imidazolo (C3H4N2) legato ai carboni nelle posizioni 4 e 5. Queste sono solo le strutture base di pirimidine e purine. Gruppi sostituenti possono essere aggiunti per aumentare enormemente la varietà di entrambi questi tipi di molecole.
Poiché le purine sono molto più grandi, pesanti e hanno più interazioni intermolecolari, hanno un punto di fusione e di ebollizione molto più alto delle pirimidine. A causa di questa differenza di volatilità, questi composti possono essere separati attraverso distillazione relativamente facilmente.
Nel caso del DNA abbiamo quattro nucleotidi: adenina, citosina, guanina e timina. L'adenina si lega con la timina, e la citosina si lega con la guanina. Questo ha tutto a che fare con il numero di legami a idrogeno (legami deboli) che ogni tipo di molecola può donare o ricevere. Timina e citosina sono entrambe pirimidine, ma possono partecipare a un numero diverso di legami a idrogeno. Adenina e guanina sono entrambe purine ma hanno anche un numero diverso di legami a idrogeno. Adenina e timina possono entrambe partecipare a due legami a idrogeno e quindi si legano insieme. Citosina e guanina possono ciascuna partecipare a tre legami a idrogeno e quindi si legano insieme. Questo particolare tipo di accoppiamento determina il nostro assetto genetico.
Anche se purine e pirimidine sono importanti nella sintesi e struttura del DNA, una pirimidine è importante nella sintesi e struttura dell'RNA. La timina è sostituita con un derivato chiamato uracile.
Le pirimidine non sono quasi così comuni come precursori chimici per composti naturali come lo sono le purine. Le purine, per esempio, sono un precursore per la sintesi naturale degli stimolanti teobromina, teofillina e caffeina. Le purine sono anche un componente importante di ATP, cAMP, AcetilCoA e NADH.
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