Base-pairing and DNA Repair

DNA, bükülmüş bir merdivene benzer. Ve DNA merdiveninin basamakları, birbirini tamamlayan nitrojenli baz çiftleridir. Baz eşleştirme kurallarına göre, bir pürin olan adenin, iki hidrojen bağına sahip bir pirimidin olan timin ile eşleşir.Ve bir purin olan guanin, üç hidrojen bağına sahip bir pirimidin olan sitozin ile birlikte ortaya çıkar. Peki pürinler neden her zaman pirimidinlerle eşleşir? DNA’nın şeker fosfat omurgası tarafından uygulanan uzamsal kısıtlamalar olan sterik kısıtlamalar nedeniyle, bir DNA çift sarmalındaki baz çiftleri için yalnızca 10, 85 angstrom boşluk mevcuttur.Purinlerin çift halkalı bir yapısı vardır. Bu nedenle, iki pürin birlikte bu boşluğa sığmayacak kadar büyük olacaktır. Öte yandan, yalnızca tek bir halka içeren iki pirimidini bir araya getirirsek, aralarındaki mesafe, yaklaşık olarak iki angstrom uzunluğunda olan hidrojen bağları oluşturmak için çok büyük olacaktır.Bununla birlikte, bir pürin ve bir pirimidin eşleştirirsek, DNA sarmalının içine mükemmel bir şekilde uyarlar ve hidrojen bağları oluşturacak kadar yakındırlar. Bir hidrojen atomu, oksijen veya nitrojen gibi bir elektronegatif atomdan yaklaşık iki angstrom uzakta olduğunda hidrojen bağları oluşabilir. Adenine bir oksijen ve timine yakın bir hidrojen atomuna sahiptir.Ve timin bir nitrojen ve adenine yakın bir hidrojene sahiptir. Bu, iki hidrojen bağının oluşumuna yol açar. Adenin, sitozin ile hidrojen bağları oluşturamaz çünkü sitozin, oksijen ve timinin olacağı yerde bir hidrojen atomuna sahiptir.Ve timinde bulunan hidrojen atomu sitozinde yoktur. Guanin içindeki bir oksijen ve sitozindeki bir oksijen e bir nitrojenin her birinin bir hidrojenin karşısında konumlandığı guanin sitozin baz çiftinde benzer bir fenomen meydana gelir ve guanin timin baz eşleşmesinde meydana gelmeyen üç hidrojen bağı oluşumuna yol açar. DNA replikasyon enzimlerinin yardımıyla baz eşleştirmesinin yüksek özgüllüğü, adeninin her zaman timinle ve guaninin her zaman sitozinle eşleşmesinin nedenidir.