Det finns två huvudklasser av kvävebaser: puriner och pyrimidiner. Båda klasserna liknar molekylen pyridin och är icke-polära, plana molekyler. Liksom pyridin är varje pyrimidin en enda heterocyklisk organisk ring. Purinerna består av en pyrimidinring sammansmält med en imidazolring och bildar en dubbelringstruktur.
Även om det finns många kvävebaser, är de fem viktigaste att veta baserna som finns i DNA och RNA, som också används som energibärare i biokemiska reaktioner. Dessa är adenin, guanin, cytosin, tymin och uracil. Varje bas har en så kallad en komplementär bas som den binder uteslutande för att bilda DNA och RNA. De komplementära baserna utgör grunden för den genetiska koden.
Adenin och guanin är puriner. Adenine representeras ofta av versalerna A. I DNA är dess komplementära bas tymin. Den kemiska formeln för adenin är C5H5N5. I RNA bildar adenin bindningar med uracil.
Adenin och de andra baserna binds med fosfatgrupper och antingen sockerribos eller 2'-deoxiribos för att bilda nukleotider
. Nukleotidnamnen liknar basnamnen men har "-osinet" som slutar för puriner (t.ex. adenin bildar adenosintrifosfat) och "-idin" som slutar för pyrimidiner (t.ex. cytosin bildar cytidin trifosfat). Nukleotidnamn anger antalet fosfatgrupper bundna till molekylen: monofosfat, difosfat och trifosfat. Det är nukleotiderna som fungerar som byggstenar av DNA och RNA. Vätebindningar bildas mellan purin och komplementär pyrimidin för att bilda den dubbla spiralformen av DNA eller fungera som katalysatorer i reaktioner.Guanine är en purin som representeras av versalerna G. Dess kemiska formel är C5H5N5O. I både DNA och RNA binder guanin till cytosin. Nukleotiden som bildas av guanin är guanosin.
I kosten är puriner rikligt med köttprodukter, särskilt från inre organ, såsom lever, hjärnor och njurar. En mindre mängd puriner finns i växter, som ärtor, bönor och linser.
Tymin är också känt som 5-metyluracil. Tymin är en pyrimidin som finns i DNA, där den binder till adenin. Symbolen för tymin är en stor bokstav T. Dess kemiska formel är C5H6N2O2. Dess motsvarande nukleotid är tymidin.
Cytosin representeras av versaler C. I DNA och RNA binds det med guanin. Tre vätebindningar bildas mellan cytosin och guanin i Watson-Crick-basparningen och bildar DNA. Den kemiska formeln för cytosin är C4H4N2O2. Nukleotiden som bildas av cytosin är cytidin.
Uracil kan anses vara demetylerad tymin. Uracil representeras av versalerna U. Dess kemiska formel är C4H4N2O2. I nukleinsyrorDet finns i RNA bundet till adenin. Uracil bildar nukleotiduridinet.
Det finns många andra kvävebaser som finns i naturen, plus molekylerna kan finnas inkorporerade i andra föreningar. Till exempel finns pyrimidinringar i tiamin (vitamin B1) och barbituater såväl som i nukleotider. Pyrimidiner finns också i vissa meteoriter, även om deras ursprung fortfarande är okänt. Andra puriner som finns i naturen inkluderar xantin, teobromin och koffein.
I RNA tar uracil platsen för tymin, så basparningen är:
Kvävebaserna finns i det inre av DNA-dubbel spiralenmed socker- och fosfatdelarna av varje nukleotid som utgör ryggraden i molekylen. När en DNA-spiral delas, som att transkribera DNA, komplementära baser fäster vid varje exponerad hälft så att identiska kopior kan bildas. När RNA agerar som en mall att skapa DNA för översättning, komplementära baser används för att framställa DNA-molekylen med användning av bassekvensen.
Eftersom de är komplementära till varandra kräver celler ungefär lika stora mängder purin och pyrimidiner. För att upprätthålla en balans i en cell är produktion av både puriner och pyrimidiner självhämmande. När en bildas, hämmar den produktionen av mer av samma och aktiverar produktionen av dess motsvarighet.