2) тимин и аденин
3) гуанин и аденин (+)
4) аденин и цитозин
К пуриновым гетероциклическим азотистым основаниям, входящим в состав ДНК, относятся аденин и гуанин. Пурины имеют конденсированную двухкольцевую структуру, включающую имидазольное и пиримидиновое кольца; аденин представляет собой 6-аминопурин, а гуанин — 2-амино-6-оксипурин. В составе нуклеотида азотистое основание соединено с дезоксирибозой и фосфатным остатком.
Тимин и цитозин относятся к пиримидиновым основаниям, поскольку содержат одно шестичленное гетероциклическое кольцо. Для ДНК характерны четыре основания: аденин, гуанин, тимин и цитозин. При репликации и транскрипции реализуется принцип комплементарности: аденин соединяется с тимином двумя водородными связями, а гуанин — с цитозином тремя водородными связями. Такое спаривание обеспечивает стабильность двойной спирали и точность передачи генетической информации.
Разделение оснований на пурины и пиримидины имеет структурное и функциональное значение. В каждой комплементарной паре одно основание является пурином, а другое — пиримидином, благодаря чему сохраняется постоянная ширина молекулы ДНК. Нарушение комплементарности или химическая модификация оснований может приводить к ошибкам репликации, точечным мутациям и изменению структуры кодируемого белка.
| Основание | Класс | Особенность структуры | Комплементарный партнер в ДНК | Число водородных связей |
|---|---|---|---|---|
| Аденин | Пурин | 6-аминопурин, два конденсированных кольца | Тимин | 2 |
| Гуанин | Пурин | 2-амино-6-оксипурин, два конденсированных кольца | Цитозин | 3 |
| Цитозин | Пиримидин | Одно шестичленное кольцо, аминогруппа в положении 4 | Гуанин | 3 |
| Тимин | Пиримидин | 5-метилурацил, одно шестичленное кольцо | Аденин | 2 |
| Урацил | Пиримидин | Аналог тимина без метильной группы | Аденин в РНК | 2 |
| Пуриновые пары в ДНК | Аденин и гуанин | Двухкольцевые основания | Обязательно спариваются с пиримидинами | Определяют стабильность и геометрию двойной спирали |
Таким образом, принадлежность основания к пуринам определяется не наличием в конкретной паре, а его двухкольцевой химической структурой. В ДНК пуриновыми основаниями являются только аденин и гуанин. Урацил является характерным пиримидиновым основанием РНК и обычно заменяет тимин, однако к пуринам он не относится. Количественное соответствие комплементарных оснований лежит в основе правил Чаргаффа: содержание аденина приблизительно равно содержанию тимина, а гуанина — цитозина.