Нуклеиновые основания входящие в состав нуклеиновых кислот.

ПИРИМИДИНОВЫЕ (урацил, тимин, цитозин) основания. Лактим-лактамная таутомерия.

Нуклеиновые кислоты — это высокомолекулярные органические соединения, конечными продуктами полного гидролиза которых являются азотистые основания (пуриновые или пиримидиновые) пентоза и фосфорная кислота.

Различают два вида нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК) и рибонуклеиновые кислоты (РНК), различающихся по молекулярной массе, составу азотистых оснований, сахаров, устойчивости и функциям.\

В состав нуклеиновых кислот также входят минорные (редко встречающиеся) основания, минорные основания встречаются в структуре НК бактерий, вирусов

Азотистые основания:

Пуриновые,

пиримидиновые.

Пуриновые и пиримидиновые основания называют майорными.

Пиримидиновые и пуриновые основания:

ароматические системы,

имеют плоское строение,

в структуре НК азотистые основания присутствуют в энергетически более выгодной форме (более устойчивой) лактамной форме (42 кДж/моль).

Для оксопроизводных пиримидина и пурина характерна лактим-лактамная таутомерия, а для производных пурина еще и прототропная таутомерия, т. е. миграция водорода между положениями 7 и 9 имидазольного кольца.

Пуриновые и пиримидиновые основания ДНКнесут генетическую информацию, тогда как углеводные и фосфатные группы выполняют структурную роль.

Пиримидиновые основания:

Урацил, тимин и цитозин - твердые высокоплавкие вещества, растворимые в воде, нерастворимые в неполярных органических растворителях. Для них характерно наличие прочных межмолекулярных водородных связей.

Такого рода ассоциаты играют важную роль в формировании структуры нуклеиновых кислот:

Лактим-лактамная таутомерия на примере тимина

Ароматические свойства

Семинар17

v Цикл плоский\

v Все атомы в sp² гибридизации

v Выполняется правило Хюккеля

4n+2=6 e^- на π делокализаванной связи

n=1

Нуклеиновые основания входящие в состав нуклеиновых кислот.

ПУРИНОВЫЕ (аденин, гуанин) основания. Лактим-лактамная таутомерия. Реакции дезаминирования.

Пуриновые основания.

Пуриновые и пиримидиновые основания называют майорными

Пиримидиновые и пуриновы е основания:

ароматические системы,

имеют плоское строение,

в структуре НК азотистые основания присутствуют в энергетически более выгодной форме (более устойчивой) лактамной форме (42 кДж/моль).

Для оксопроизводных пиримидина и пурина характерна лактим-лактамная таутомерия, а для производных пурина еще и прототропная таутомерия, т. е. миграция водорода между положениями 7 и 9 имидазольного кольца.

Пуриновые и пиримидиновые основания ДНКнесут генетическую информацию, тогда как углеводные и фосфатные группы выполняют структурную роль.

Пуриновые основания представляют собой

- высокоплавкие (т. пл. > 250 °С),

- бесцв. кристаллич. соед.,

- плохо раств. в горячей воде(особенно гуанин), не раств. в этаноле и диэтиловом эфире.

Содержание редких таутомерных форм (иминотаутомеры А и G по С-6 и С-2 соотв., енольного таутомера G по С-6) не превышает в норм. условиях 10^-3%. Протонирование и депротонирование пуриновыхоснований сопровождается изменениями УФ спектров поглощения (см. табл.) и реакц. способности.

Таутомерия

Прототропная таутомерия на примере аденина

В водных растворах таутомера NH-7 в 2,5 раза больше, чем таутомера NH-9.

(Семинар17)

К пуриновым основаниям относятся аденин и гуанин.

Для аденина характерна амино-иминная таутомерия.

А для гуанина — лактам-лактимная и амино-иминная.

Ароматические свойства

(Семинар17)

Пиримидиновые и пуриновые основания проявляют ароматический характер:

имеют плоскостную структуру, так как входящие в их состав атомы С и N находятся в sp2-гибридизации, замкнутую сопряженную систему, охватывающую все атомы цикла и содержащую (4n+2) p-электронов. Ароматичность гетероциклов лежит в основе их высокой термодинамической стабильности.

Нуклеиновые основания растворимы в воде, их растворы имеют слабощелочную
реакцию среды (рН 8–9).

Реакции дезаминирования

При действии азотистой кислоты на пуриновые основания аденин и гуанин происходит их дезаминирование с образованием соответственно гипоксантина и ксантина.