Kluczowa różnica między syntezą puryny i pirymidyny polega na tym, że synteza puryny zachodzi głównie na ścieżce ratunkowej, podczas gdy synteza pirymidyn odbywa się głównie na ścieżce De novo.
Puryna i pirymidyna to zasady zawierające azot. Puryny mają połączone ze sobą sześcioczłonowy i pięcioczłonowy pierścień zawierający azot. Pirymidyny mają tylko sześcioczłonowy pierścień zawierający azot. Puryny i pirymidyny to główne części nukleotydów, które są budulcem kwasów nukleinowych: DNA i RNA. Co więcej, ATP jest walutą energetyczną, a UTP i GTP są również źródłami energii. Dlatego puryny i pirymidyny są głównymi nośnikami energii. Są prekursorami do syntezy kofaktorów nukleotydowych, takich jak NAD. Puryny i pirymidyny są syntetyzowane dwoma głównymi drogami: szlakami ratunkowymi i de novo. W szlaku ratunkowym puryny i pirymidyny są syntetyzowane z produktów pośrednich szlaków degradacji. W ścieżce De novo puryny i pirymidyny są syntetyzowane z prostych cząsteczek, zwłaszcza z prekursorów aminokwasów.
Co to jest synteza puryn?
Puryny to dwie zasady z pierścieniem węglowo-azotowym. Składają się one z połączonych ze sobą sześcioczłonowego i pięcioczłonowego pierścienia zawierającego azot. Istnieją cztery bazy purynowe. Adenina i guanina to dwie puryny zaangażowane w tworzenie nukleotydów kwasów nukleinowych. Hipoksantyna i ksantyna to pozostałe dwie puryn, które nie uczestniczą w nukleotydach, ale są ważne dla syntezy i degradacji nukleotydów purynowych.
Rysunek 01: Synteza puryny
Puryny są syntetyzowane jako rybonukleotydy. Synteza puryn odbywa się zarówno na drodze ratowniczej, jak i de novo. W ścieżce de novo IMP jest pierwszym utworzonym produktem, a następnie przekształca się w AMP lub GMP. Ścieżka de novo wykorzystuje całą cząsteczkę glicyny (atomy 4, 5, 7), azot aminowy asparaginianu (atom 1), azot amidowy glutaminy (atomy 3, 9), składniki puli folianu jednowęglowego (atomy 2, 8), dwutlenek węgla, ryboza 5-P z glukozy i energia z ATP. Synteza puryny na drodze ratunkowej odbywa się z użyciem 5-fosforybozylo-1-pirofosforanu (PRPP). Enzym zwany fosforybozylotransferazami (PRT) katalizuje odzyskiwanie puryn.
Co to jest synteza pirymidyn?
Pirymidyny to jedna zasada pierścienia węgiel-azot. Zawierają tylko sześcioczłonowy pierścień zawierający azot. Istnieją cztery pirymidyny, takie jak tymina, uracyl, cytozyna i kwas orotowy. Uracyl znajduje się tylko w RNA. Cytozyna znajduje się zarówno w DNA, jak i RNA, podczas gdy tymina znajduje się tylko w DNA. Podobnie jak w przypadku syntezy puryn, synteza pirymidyny odbywa się również na drodze zarówno odzyskiwania, jak i de novo.
Rysunek 02: Synteza pirymidyny
Synteza pirymidyny de novo jest prostsza niż synteza puryn, ponieważ cząsteczki pirymidyny są proste. Azot amidowy glutaminy i dwutlenek węgla dostarczają atomy 2 i 3 pierścienia pirymidynowego. Pozostałe cztery atomy pierścienia są dostarczane przez asparaginian. PRPP dostarcza cukrowo-fosforanową część cząsteczki. Ratowanie pirymidyn jest katalizowane przez fosforylazy nukleozydowe (fosforylaza urydynowa i fosforylaza deoksytymidynowa) oraz kinazy nukleozydowe (kinaza tymidynowa i kinaza urydynowa).
Jakie są podobieństwa między syntezą puryny i pirymidyny?
- Zarówno puryna, jak i pirymidyny są syntetyzowane jako nukleotydy.
- Synteza puryny i pirymidyny zachodzi poprzez odzysk i de novo.
- W syntezie de novo zarówno dla syntezy puryn, jak i pirymidyny, część cukrowo-fosforanowa cząsteczki jest dostarczana przez PRPP.
- Ludzie zależą głównie od endogennej syntezy puryn i pirymidyn.
- Glutamina i asparaginian to dwa prekursory aminokwasów potrzebne do syntezy de novo obu nukleotydów.
Jaka jest różnica między syntezą puryny i pirymidyny?
Synteza puryny zachodzi głównie na ścieżce ratunkowej, podczas gdy synteza pirymidyny zachodzi głównie na ścieżce de novo. To jest więc kluczowa różnica między syntezą puryn i pirymidyny. Co więcej, synteza pirymidyny jest znacznie prostsza niż synteza puryn, ponieważ pirymidyna jest cząsteczką prostą niż puryna.
Gurthermore, glicyna jest prekursorem aminokwasów do syntezy puryn, podczas gdy glicyna nie bierze udziału w syntezie pirymidyny.
Poniższa infografika przedstawia obok siebie różnice między syntezą puryny i pirymidyny.
Podsumowanie – synteza puryn kontra pirymidyna
Puryny i pirymidyny to dwa rodzaje zasad zawierających azot. Obie są ważnymi cząsteczkami, które są syntetyzowane jako nukleotydy zarówno na szlakach ratunkowych, jak i de novo. Większość puryn jest syntetyzowana poprzez ścieżkę ratunkową, podczas gdy większość pirymidyn jest syntetyzowana de novo. Ponadto synteza pirymidyny jest znacznie prostsza niż synteza puryn. PRPP jest wymagany zarówno do syntezy puryn, jak i pirymidyny. Tak więc podsumowuje to różnicę między syntezą puryn i pirymidyny.
