生物体中常见的碱基有5种,分别是
腺嘌呤
(A)、
鸟嘌呤
(G)、
胞嘧啶
(C)、
胸腺嘧啶
(T)和
尿嘧啶
(U) ,2019年又人工合成了4种碱基,美国科学家StevenA. Benner将这4个新成员分别命名为“Z”“P”“S”“B”(顾名思义,前5种碱基中,腺嘌呤和鸟嘌呤属于嘌呤族(缩写作R),它们具有双环结构。胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶属于嘧啶族(Y),它们的环系是一个六元杂环。它们也被称为主要或标准碱基。它们是组成
遗传密码
的基本单元,其中碱基A、G、C和T存在于DNA中,而A、G、C和U存在于
RNA
中。值得注意的是,胸腺嘧啶比尿嘧啶多一个5位甲基,这个甲基增大了遗传的
准确性
。碱基通过
共价键
与
核糖
或
脱氧核糖
的1位
碳原子
相连而形成的化合物叫核苷。核苷再与
磷酸
结合就形成核苷酸,磷酸基接在
五碳糖
的第5位碳原子上)。
碱基
新的碱基
甲基腺嘌呤(mA),其主要作用是确定
表观基因组
的性质,并因此在细胞的生命过程中发挥重要作用。
藻类
、
蠕虫
以及
苍蝇
都拥有mA。mA的主要功能是调控某些基因的表达,因此,构成了一种新的表观
遗传标记
。
新发现的碱基还有:5-胞嘧啶甲基、
5-羟甲基胞嘧啶
(5-hmC)、5-胞嘧啶
甲酰
(5-formylcytosine)和5-胞嘧啶
羧基
(5-carboxylcytosine)
截至2020年已发现的碱基种类共有21种。
DNA和RNA分子中还含有核酸链形成后经过修饰形成的其它非主要碱基。这些碱基大多是在上述嘌呤或嘧啶碱的不同部位甲基化(methylation)或进行其它的
化学修饰
而形成的衍生物。DNA中最常见的
修饰碱基
是
5-甲基胞嘧啶
(m5C)。RNA中有许多修饰的碱基,包括
核苷类
假尿苷
(Ψ)、
二氢尿苷
(D)、
肌苷
(I)和7-甲基
鸟苷
(m7G)中含有的碱基
。
次黄嘌呤
和
黄嘌呤
是通过
诱变剂处理
产生的许多修饰碱基中的两种
,它们都是通过
脱氨作用
(用羰基取代胺基)产生的。次黄嘌呤源于腺嘌呤,黄嘌呤源于鸟嘌呤。
Role of 5' mRNA and 5' U snRNA cap structures in regulation of gene expression
.University of Warsaw
[引用日期2019-08-02]
Nguyen, T., Brunson, D., Crespi, C.L., Penman, B.W., Wishnok, J.S., Tannenbaum, S.R
.DNA damage and mutation in human cells exposed to nitric oxide in vitro
:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
,1992
:89 (7), 3030–3034
Malyshev, D.A., Dhami, K., Lavergne, T., Chen, T., Dai, N., Foster, J.M., Corrêa, I.R., Romesberg, F.E
.A semi-synthetic organism with an expanded genetic alphabet
:Nature
,2014
:509 (7500), 385–388
David L. Nelson & Michael M. Cox.Lehninger Principles of Biochemistry SEVENTH EDITION.:W. H. Freeman and Company,2017: