Піримідинових основ

,

похідні піримідину, що входять до складу нуклеїнових к-т, нуклео-тідов, коферментів та ін. Канонич. П. о. -цітозін (4-аміно-2-пірімідон, скорочено С), тимін (3-метил-піримідин-2, 4-діон, T) і урацил (піримідин-2, 4-діон, U); разл. форми молекул. П. о. (Вони існують при різних значеннях рН) показані на схемі.

Крім канонічних П. о. до складу нуклеїнових к-т входять т. зв. мінорні П. о. (Див. Мінорні нуклеозиди), гл. обр. заміщені по атому С-5-5-метил-і 5-гідроксіме-тілцітозін, 5-карбоксіметілураціл, а також 5, 6-дигідро-урацил, N 4 -метілцітозін і ін.

специфічний. набори водневих зв'язків між пірімі-диновая і пуриновими підставами в комплементарних ділянках ланцюгів (див. Комплементарност'), а також міжплощинні взаємодій. між сусідніми підставами в ланцюзі визначають формування і стабілізацію вторинної та третинної структури нуклеїнових к-т. Послідовність пуринових і піримідинових основ в полінуклеотидних ланцюга визначає генетич. інформацію ДНК і матричних РНК. Модифікація П. о. в полінуклеотідах під впливом мутагенів може призводити до зміни інформаці. сенсу (точковой мутації).

П. о. являють собою високоплавкі (т. пл.

300 0 C) бесцв. кристаллич. соед. , Помірно розчинна. в гарячій воді, не розчин. в етанолі і діетиловому ефірі.Існують в Таута-мірних формах (константи таутомерного рівноваги

10 5 ), напр. :

Підстава

Мол. м

УФ спектри

p a

Форма молекули

нм

Цитозин

111, 1

катіон

275

10, 03

4, 5-4, 7;

нейтральна

268

6, 09

12, 1-12, 3

аніон

283

8, 09

Урацил

112, 1 нейтральна

258

8, 20

9, 35-9, 50;

моноаніон

282

5, 90

13, 9

діаніон

273

7, 17

Тимин

126, 1

центральна 265

7, 90

9, 9; 13, 9

моноаніон

293

5, 19

діаніон

280

5, 97

Наїб. характерні р-ції П. о. з нуклеофилами - приєднання по зв'язку C = C (гидросульфита, гидроксиламина, галогену і ін.) і заміщення екзоцікліч. аміногрупи цитозину (напр., р-ції з Гідроксиламін, гидразинами). Остання р-ція значно полегшується при насиченні зв'язку C = C. Відновлення подвійного зв'язку C = C легко здійснюється шляхом каталитич. гідрування або дією NaBH

4

при УФ опроміненні. Атом H у С-5 легко заміщується на гидрокси- або амінометільную групу, галоген. При дії P 2 S 5 один або обидва атоми О в урацілом і тимін можуть заміщатися на атом S. При дії на цитозин HNO 2 відбувається його дезаминирование з утворенням урацила. Р-ції П. о. з електрофор. реагентами (наиб. вивчено алкілування) йдуть переважно. по атомам N-1 і N-3, в меншій мірі - по екзоцікліч. аминогруппе цитозину. У лужному середовищі йде також алкілування по атомам О. Досить легко протікає ацилирование аміногрупи цитозину. При радіолізі водних розчинів П. о. утворюються 5, 6-дігід-роксі-, 5-гідрокси-6-гідропероксі- і 5-гідропероксі-6-гідрокси-5, 6-дигідропіримідини і продукти їх подальших перетворень. Дія УФ випромінювання (l> 200 нм) на водні розчини П. о. призводить до утворення 5, 6-дигідро-6-гідроксіпірімідінов (фотогідратов), ціклобутанових димарів (через тріплетное стан) з розкриттям зв'язків C = C, неціклобутанових димарів П.о. (Через нижню синглетное збуджений стан). Фотогідрати спонтанно перетворюється. в вихідні сполуки. , А ціклобутановие димери дедімерізуются фотохімічно.

Різниця реакц. здатності П. о. дозволяє вибірково модифікувати їх в складі полінуклеотидів. Такі р-ції лежать в основі визначення нуклеотидної послідовності (первинної структури) нуклеїнових к-т. Взаимод. з сусідніми підставами, що залежать від локальної вищої структури полинуклеотидов, впливають на швидкість модифікації П. о. при дії разл. агентів. У зв'язку з цим зіставлення відносить. швидкостей модифікації П. о. використовується для вивчення вторинної та третинної структури нуклеїнових к-т.

Як канонічні, так і мінорні П. о. зазвичай отримують препаративно з нуклеїнових к-т шляхом кислотного гідролізу і послід. поділу.

Літ. :

Кочетков H. К. [и др.], Органічна хімія нуклеїнових кислот, M., 1970; Бородавкін А. В. [и др.], Електронна структура, УФ-спектри поглинання і реакційна здатність компонентів нуклеїнових кислот, в сб. : Підсумки науки і техніки, сер. Молекулярна біологія, т. 14, M., 1977; Шаба-рів а 3. А., Богданов А. А., Хімія нуклеїнових кислот і їх компонентів, M., 1978; Photochemistry and photobiology of nucleic acids, v. 1 (Chemistry), ed. by Shi Yi Wang. N. Y., 1976.

Е. І. Будовський. Хімічна енциклопедія. - М.: Радянська енциклопедія. Під ред. І. Л. Кнунянц. 1988.