नाइट्रोजन आधार

व्यापकता

नाइट्रोजन क्षार सुगंधित हेटरोसायक्लिक कार्बनिक यौगिक होते हैं, जिनमें नाइट्रोजन परमाणु होते हैं, जो न्यूक्लियोटाइड के गठन में भाग लेते हैं।
एक नाइट्रोजनस बेस के मिलन का फल, एक पेंटोस (यानी 5 कार्बन परमाणुओं वाली एक चीनी) और एक फॉस्फेट समूह, न्यूक्लियोटाइड आणविक इकाइयाँ हैं जो न्यूक्लिक एसिड डीएनए और आरएनए बनाते हैं।
डीएनए में, नाइट्रोजनस आधार हैं: एडेनिन, ग्वानिन, साइटोसिन और थाइमिन; "आरएनए में, वे समान हैं, थाइमिन को छोड़कर, जिसके स्थान पर सी" यूरैसिल नामक नाइट्रोजनयुक्त आधार है।
आरएनए के विपरीत, डीएनए के नाइट्रोजनस बेस पेयरिंग या बेस पेयर बनाते हैं। ऐसे पेयरिंग की उपस्थिति संभव है क्योंकि डीएनए में न्यूक्लियोटाइड्स की डबल-स्ट्रैंडेड संरचना होती है।
जीन की अभिव्यक्ति डीएनए न्यूक्लियोटाइड से जुड़े नाइट्रोजनस बेस के अनुक्रम पर निर्भर करती है।

नाइट्रोजनी क्षार क्या होते हैं?

नाइट्रोजन क्षार कार्बनिक अणु होते हैं, जिनमें नाइट्रोजन होता है, जो न्यूक्लियोटाइड के गठन में भाग लेते हैं।
प्रत्येक नाइट्रोजनस बेस, एक 5-कार्बन शुगर (पेंटोस) और एक फॉस्फेट समूह, न्यूक्लियोटाइड्स आणविक इकाइयाँ हैं जो न्यूक्लिक एसिड डीएनए और आरएनए बनाते हैं।
न्यूक्लिक एसिड डीएनए और आरएनए जैविक मैक्रोमोलेक्यूल्स हैं, जिन पर किसी जीवित प्राणी की कोशिकाओं का विकास और समुचित कार्य निर्भर करता है।

न्यूक्लिक एसिड के नाइट्रोजन आधार

डीएनए और आरएनए न्यूक्लिक एसिड बनाने वाले नाइट्रोजनस बेस हैं: एडेनिन, ग्वानिन, साइटोसिन, थाइमिन और यूरैसिल।
एडेनिन, गुआनिन और साइटोसिन दोनों न्यूक्लिक एसिड के लिए सामान्य हैं, यानी वे डीएनए न्यूक्लियोटाइड और आरएनए न्यूक्लियोटाइड दोनों का हिस्सा हैं। थाइमिन डीएनए के लिए अनन्य है, जबकि यूरैसिल आरएनए के लिए अनन्य है।
इसलिए एक संक्षिप्त सारांश बनाते हुए, न्यूक्लिक एसिड बनाने वाले नाइट्रोजनस बेस (यह डीएनए या आरएनए हो) 4 अलग-अलग प्रकार के होते हैं।

नाइट्रोजन आधारों के संक्षिप्तिकरण

रसायनज्ञों और जीवविज्ञानियों ने नाइट्रोजनस क्षारों के नामों को वर्णमाला के एक अक्षर से छोटा करना उचित समझा है। इस प्रकार, उन्होंने ग्रंथों में न्यूक्लिक एसिड का प्रतिनिधित्व और वर्णन करना आसान और तेज़ बना दिया है।
एल "एडेनिन कैपिटल लेटर ए के साथ मेल खाता है; कैपिटल लेटर जी के साथ ग्वानिन; कैपिटल लेटर सी के साथ साइटोसिन; कैपिटल लेटर टी के साथ थाइमिन; अंत में, एल" यूरैसिल कैपिटल लेटर यू के साथ।

कक्षाएं और संरचना

नाइट्रोजनस बेस के दो वर्ग हैं: नाइट्रोजनस बेस का वर्ग जो पाइरीमिडीन से प्राप्त होता है और नाइट्रोजनस बेस का वर्ग जो प्यूरीन से प्राप्त होता है।

चित्र: एक पाइरीमिडीन और एक प्यूरीन की सामान्य रासायनिक संरचना।

पाइरीमिडीन से निकलने वाले नाइट्रोजनी क्षारकों को इनके वैकल्पिक नामों से भी जाना जाता है: पाइरीमिडीन या पाइरीमिडीन नाइट्रोजनस क्षार; जबकि प्यूरीन से निकलने वाले नाइट्रोजनस बेस को वैकल्पिक शब्दों के साथ भी जाना जाता है: प्यूरीन या प्यूरीन नाइट्रोजनस बेस।
साइटोसिन, थाइमिन और यूरैसिल पाइरीमिडीन नाइट्रोजनस बेस के वर्ग से संबंधित हैं; दूसरी ओर, एडेनिन और ग्वानिन, प्यूरीन नाइट्रोजनस बेस का वर्ग बनाते हैं।

डीएनए और आरएनए के नाइट्रोजनस बेस के अलावा प्यूरीन डेरिवेटिव के उदाहरण
प्यूरीन डेरिवेटिव में, ऐसे कार्बनिक यौगिक भी हैं जो डीएनए और आरएनए के नाइट्रोजनस बेस नहीं हैं। उदाहरण के लिए, कैफीन, ज़ैंथिन, हाइपोक्सैन्थिन, थियोब्रोमाइन और यूरिक एसिड जैसे यौगिक उपरोक्त श्रेणी में आते हैं।

रासायनिक दृष्टि से नाइट्रोजन क्षारक क्या हैं?

ऑर्गेनिक केमिस्ट नाइट्रोजनस बेस और प्यूरीन और पाइरीमिडीन के सभी डेरिवेटिव को एरोमैटिक हेटरोसायक्लिक यौगिकों के रूप में परिभाषित करते हैं।

• हेटरोसायक्लिक यौगिक एक कार्बनिक वलय (या चक्रीय) यौगिक है, जिसमें उपरोक्त वलय में कार्बन के अलावा एक या अधिक परमाणु होते हैं। प्यूरीन और पाइरीमिडीन के मामले में, कार्बन के अलावा अन्य परमाणु नाइट्रोजन परमाणु होते हैं।
• एक सुगंधित यौगिक एक कार्बनिक वलय यौगिक है जिसमें बेंजीन के समान संरचनात्मक और कार्यात्मक विशेषताएं होती हैं।

संरचना

चित्र: बेंजीन की रासायनिक संरचना।

पाइरीमिडीन से प्राप्त नाइट्रोजनस क्षारों की रासायनिक संरचना में मुख्य रूप से 6 परमाणुओं के साथ एक एकल वलय होता है, जिनमें से 4 कार्बन होते हैं और जिनमें से 2 नाइट्रोजन होते हैं।

वास्तव में, एक पाइरीमिडीन नाइट्रोजन बेस एक पाइरीमिडीन है जिसमें एक या एक से अधिक पदार्थ (यानी एक परमाणु या परमाणुओं का समूह) रिंग के कार्बन परमाणुओं में से एक से बंधे होते हैं।
दूसरी ओर, प्यूरीन से प्राप्त नाइट्रोजनस बेस की रासायनिक संरचना में मुख्य रूप से 9 कुल परमाणुओं के साथ एक डबल रिंग होता है, जिनमें से 5 कार्बन और 4 नाइट्रोजन होते हैं। 9 कुल परमाणुओं के साथ उपरोक्त डबल रिंग एक इमिडाज़ोल रिंग (यानी इमिडाज़ोल रिंग, एक अन्य हेट्रोसायक्लिक कार्बनिक यौगिक) के साथ एक पाइरिडिमिनिक रिंग (यानी पाइरीमिडीन रिंग) के संलयन से प्राप्त होता है।

चित्र: इमिडाज़ोल की संरचना।

जैसा कि ज्ञात है, पाइरीमिडीन वलय में 6 परमाणु होते हैं; जबकि इमिडाज़ोल रिंग में 5 होते हैं। संलयन के साथ, दो रिंग आम दो कार्बन परमाणुओं में डालते हैं और यह बताता है कि अंतिम संरचना में विशेष रूप से 9 परमाणु क्यों होते हैं।

पुरीन और पिरिमिडिन में नाइट्रोजन परमाणुओं की स्थिति

कार्बनिक अणुओं के अध्ययन और विवरण को सरल बनाने के लिए, कार्बनिक रसायनज्ञों ने कार्बन और सहायक संरचनाओं के अन्य सभी परमाणुओं को एक पहचान संख्या निर्दिष्ट करने के बारे में सोचा। नंबरिंग हमेशा 1 से शुरू होती है, बहुत विशिष्ट असाइनमेंट मानदंड पर आधारित होती है (जो, यहां, इसे छोड़ना बेहतर है) और अणु के भीतर प्रत्येक परमाणु की स्थिति को स्थापित करने का कार्य करता है।
पाइरीमिडीन के लिए, संख्यात्मक असाइनमेंट मानदंड स्थापित करते हैं कि 2 नाइट्रोजन परमाणु स्थिति 1 और स्थिति 3 पर कब्जा कर लेते हैं, जबकि 4 कार्बन परमाणु स्थिति 2, 4, 5 और 6 में रहते हैं।
दूसरी ओर, प्यूरीन के लिए, संख्यात्मक असाइनमेंट मानदंड स्थापित करते हैं कि 4 नाइट्रोजन परमाणु 1, 3, 7 और 9 की स्थिति पर कब्जा कर लेते हैं, जबकि 5 कार्बन परमाणु 2, 4, 5, 6 और 8 की स्थिति में रहते हैं।

न्यूक्लियोटाइड्स में स्थिति

एक न्यूक्लियोटाइड का नाइट्रोजनस बेस हमेशा एक सहसंयोजक एन-ग्लाइकोसिडिक बंधन के माध्यम से संबंधित पेंटोस की स्थिति 1 में कार्बन से जुड़ता है।
विशेष रूप से,

• NS नाइट्रोजनस बेस जो पाइरीमिडीन से प्राप्त होते हैं वे स्थिति 1 में अपने नाइट्रोजन के माध्यम से एन-ग्लाइकोसिडिक बंधन बनाते हैं;
• जबकि नाइट्रोजनी क्षार जो प्यूरीन से प्राप्त होते हैं वे स्थिति 9 में अपने नाइट्रोजन के माध्यम से एन-ग्लाइकोसिडिक बंधन बनाते हैं।

न्यूक्लियोटाइड्स की रासायनिक संरचना में, पेंटोस केंद्रीय तत्व का प्रतिनिधित्व करता है, जिससे नाइट्रोजनस बेस और फॉस्फेट समूह बंधते हैं।
फॉस्फेट समूह को पेंटोस से जोड़ने वाला रासायनिक बंधन फॉस्फोडाइस्टर प्रकार का होता है और इसमें फॉस्फेट समूह की ऑक्सीजन और पेंटोस की स्थिति 5 में कार्बन शामिल होता है।

नाइट्रोजन क्षारक न्यूक्लियोसाइड कब बनाते हैं?

एक नाइट्रोजनस बेस और एक पेन्टोज के संयोजन से एक कार्बनिक अणु बनता है जो न्यूक्लियोसाइड का नाम लेता है।
इसलिए, यह फॉस्फेट समूह का जोड़ है जो न्यूक्लियोसाइड को न्यूक्लियोटाइड में बदलता है।
इसके अलावा, न्यूक्लियोटाइड की एक विशेष परिभाषा के अनुसार, ये कार्बनिक यौगिक "न्यूक्लियोसाइड्स होंगे जिनमें एक या एक से अधिक फॉस्फेट समूह होते हैं जो घटक पेंटोस के कार्बन 5 से जुड़े होते हैं"।

डीएनए में संगठन

डीएनए, या डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड, एक बड़ा जैविक अणु है जो न्यूक्लियोटाइड्स (या पॉलीन्यूक्लियोटाइड स्ट्रैंड्स) के दो बहुत लंबे स्ट्रैंड से बना होता है।
इन पॉलीन्यूक्लियोटाइड फिलामेंट्स में कुछ विशेषताएं हैं, जो एक विशेष उल्लेख के योग्य हैं क्योंकि वे नाइट्रोजनस बेस को भी बारीकी से प्रभावित करते हैं:

• वे एक दूसरे के साथ एकजुट हैं।
• वे विपरीत दिशाओं ("एंटीपैरेलल फिलामेंट्स") में उन्मुख होते हैं।
• वे एक दूसरे के चारों ओर लपेटते हैं, जैसे कि वे दो सर्पिल थे।
• उन्हें बनाने वाले न्यूक्लियोटाइड्स में ऐसी व्यवस्था होती है, जिससे नाइट्रोजनस बेस प्रत्येक सर्पिल के केंद्रीय अक्ष की ओर उन्मुख होते हैं, जबकि पेंटोस और फॉस्फेट समूह बाद के बाहरी मचान का निर्माण करते हैं।
  न्यूक्लियोटाइड्स की एकवचन व्यवस्था के कारण दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड फिलामेंट्स में से प्रत्येक नाइट्रोजनस बेस हाइड्रोजन बॉन्ड के माध्यम से दूसरे फिलामेंट पर मौजूद नाइट्रोजनस बेस में शामिल हो जाता है। इसलिए, यह संघ, बेस की एक जोड़ी बनाता है, जो कि जैविक और आनुवंशिकीविदों को जोड़ता है इसे पेयरिंग कहें या बेस पेयर।
  पोक "वास्तव में यह पुष्टि की गई है कि दो फिलामेंट्स एक साथ जुड़ गए हैं: संघ को निर्धारित करने के लिए दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड फिलामेंट्स के विभिन्न नाइट्रोजनस बेस के बीच मौजूद बंधन हैं।

नाइट्रोजन आधारों के बीच पूरकता की अवधारणा

डीएनए की संरचना का अध्ययन करके, शोधकर्ताओं ने पाया कि नाइट्रोजनस बेस के बीच की जोड़ी अत्यधिक विशिष्ट है। वास्तव में, उन्होंने देखा कि एडेनिन केवल थाइमिन को बांधता है, जबकि साइटोसिन केवल ग्वानिन को बांधता है।
इस खोज के प्रकाश में, उन्होंने "नाइट्रोजनस बेस के बीच पूरकता" शब्द गढ़ा, ताकि एडेनिन के साथ थाइमिन और साइटोसिन के साथ ग्वानिन के बीच एकतरफा बंधन को इंगित किया जा सके।
नाइट्रोजनस आधारों के बीच पूरक युग्मन की पहचान डीएनए के भौतिक आयामों और दो पोलीन्यूक्लियोटाइड स्ट्रैंड्स द्वारा प्राप्त विशेष स्थिरता की व्याख्या करने के लिए कीस्टोन का प्रतिनिधित्व करती है।

1953 में अमेरिकी जीवविज्ञानी जेम्स वाटसन और अंग्रेजी जीवविज्ञानी फ्रांसिस क्रिक ने डीएनए की संरचना की खोज में निर्णायक योगदान दिया ("दो पोलीन्यूक्लियोटाइड स्ट्रैंड्स के सर्पिल कोइलिंग से" पूरक नाइट्रोजनस बेस के बीच जोड़ी बनाने के लिए)।
तथाकथित "डबल हेलिक्स मॉडल" के निर्माण के साथ, वाटसन और क्रिक के पास "अविश्वसनीय अंतर्ज्ञान था, जो आणविक जीव विज्ञान और आनुवंशिकी के क्षेत्र में एक युगांतरकारी मोड़ का प्रतिनिधित्व करता था।
वास्तव में, डीएनए की सटीक संरचना की खोज ने डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड से जुड़ी जैविक प्रक्रियाओं का अध्ययन करना और समझना संभव बना दिया: आरएनए कैसे प्रतिकृति करता है या कैसे प्रोटीन उत्पन्न करता है।

वे बंधन जो नाइट्रोजन के क्षारों के जोड़े को एक साथ बांधते हैं

एक डीएनए अणु में दो नाइट्रोजनस आधारों को जोड़ने के लिए, पूरक जोड़े बनाते हुए, रासायनिक बंधनों की एक श्रृंखला होती है, जिन्हें हाइड्रोजन बांड के रूप में जाना जाता है।
एडेनिन और थाइमिन दो हाइड्रोजन बांड के माध्यम से एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं, जबकि ग्वानिन और साइटोसिन तीन हाइड्रोजन बांड के माध्यम से।
मानव डीएनए अणु में नाइट्रोजन के कितने जोड़े होते हैं?
एक सामान्य मानव डीएनए अणु में लगभग 3.3 बिलियन नाइट्रोजनस बेस पेयर होते हैं, जो प्रति स्ट्रैंड लगभग 3.3 बिलियन न्यूक्लियोटाइड होते हैं।

चित्रा: एडेनिन और थाइमिन के बीच और ग्वानिन और साइटोसिन के बीच रासायनिक संपर्क। पाठक हाइड्रोजन बांड की स्थिति और संख्या को नोट कर सकता है जो दो पोलीन्यूक्लियोटाइड स्ट्रैंड्स के नाइट्रोजनस बेस को एक साथ रखते हैं।

आरएनए में संगठन

डीएनए के विपरीत, आरएनए, या राइबोन्यूक्लिक एसिड, एक न्यूक्लिक एसिड होता है जो आमतौर पर न्यूक्लियोटाइड के एकल स्ट्रैंड से बना होता है।
इसलिए, इसे बनाने वाले नाइट्रोजनस आधार "अयुग्मित" हैं।
हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एक पूरक नाइट्रोजनस बेस स्ट्रैंड की कमी इस संभावना को बाहर नहीं करती है कि आरएनए के नाइट्रोजनस बेस डीएनए की तरह जुड़ सकते हैं।
दूसरे शब्दों में, डीएनए के नाइट्रोजनस बेस की तरह, नाइट्रोजनस बेस के बीच पूरकता के नियमों के अनुसार, एक आरएनए स्ट्रैंड के नाइट्रोजनस बेस जोड़ सकते हैं।
दो अलग-अलग आरएनए अणुओं के नाइट्रोजनस आधारों के बीच पूरक युग्मन प्रोटीन संश्लेषण (या प्रोटीन संश्लेषण) की महत्वपूर्ण प्रक्रिया का आधार है।

URACILE ने TIMINA की जगह ली

"आरएनए" में, यूरैसिल डीएनए के थाइमिन को न केवल संरचना में, बल्कि पूरक जोड़ी में भी बदल देता है: वास्तव में, यह नाइट्रोजनस बेस है जो विशेष रूप से एडेनिन को बांधता है, जब आरएनए के दो अलग-अलग अणु कार्यात्मक के लिए प्रकट होते हैं। कारण।

जैविक भूमिका

जीन की अभिव्यक्ति डीएनए न्यूक्लियोटाइड्स में शामिल नाइट्रोजनस बेस के अनुक्रम पर निर्भर करती है। जीन डीएनए के कमोबेश लंबे खंड होते हैं (इसलिए न्यूक्लियोटाइड के खंड), जिनमें प्रोटीन के संश्लेषण के लिए अपरिहार्य जानकारी होती है। अमीनो एसिड से बना होता है, प्रोटीन वे जैविक मैक्रोमोलेक्यूल्स हैं, जो किसी जीव के सेलुलर तंत्र को विनियमित करने में एक मौलिक भूमिका निभाते हैं।
किसी दिए गए जीन का नाइट्रोजनस बेस अनुक्रम संबंधित प्रोटीन के अमीनो एसिड अनुक्रम को निर्दिष्ट करता है।