Adenin - Timin Watson-Crickov bazni par
**Bazni parovi** ili **parovi baza**, koji se formiraju između specifičnih nukleobaza (označenih i kao dušične baze) su gradivni blokovi dvostrukog heliksa DNK, a učestvuju i u strukturi RNK. Diktirajući specifične obrasce vodikovih veza, Watson-Crickovih parova:

* guanin – citozin (**G** – **C**) i
* adenin – timin) (**A** – **T**).

omogućavaju DNK molekuli održavanje redovne spiralne strukture koja suptilno zavisi od nukleotidnih sekvenci. Komplementarna priroda ove strukture zasnovane na uparivanju pruža sigurnosnu kopiju svih genetičkih informacija kodiranih u strukturi DNK. Redovna struktura i samoobnovljivost podataka u DNK, čine je pogodnom za čuvanje genetičke informacije, dok uparivanje između DNK i dolaznih nukleotida pruža mehanizam putem kojeg DNK polimeraza replicira DNK, a RNK polimeraza transkribuje DNK u RNK. Mnogi DNK-vezujući proteini mogu prepoznati specifične bazne parove koji identificiraju određene regulatorne regije gena.

Osobenost svake molekule DNK, odnosno svakog njenog nukleotida (nukleobaze) određuje prisutna azotna baza, budući da se ona javlja u četiri različite varijante, dok su njegove ostale dvije komponente uvijek istovjetne: pentozni šećer dezoksiriboza i fosfatna grupa. Kao što je već istaknuto, od azotnih baza u nukleotidima DNK se alternativno nalaze purni: adenin (A) i guanin (G) i pirimidini: citozin (C) i timin (T), po kojima se i cijele strukture označavaju kao adeninski, guaninski, citozinski i timinski nukleotidi. Unutar molekule nukleotida središnji položaj ima šećer, a pošto se za njega dušična baza veže bočno (prema komplementarnom polulancu), kostur polinukleotidnog lanca čini nai¬zmjenični slijed karika: dezoksiriboza – fosfatna grupa – dezoksiriboza – fosfatna grupa → →... Jedan zavoj spirale čini dio polulanca od 10 parova pentoza – fosfatna grupa (3,4 nm = 3,4 x 10–6 mm). Dva ovakva polulanca nukleotida međusobno su spojena paralelnim "prečkama" – vodikovim vezama preko komplementarnih azotnih baza istog nivoa. Ova komplementarnost je dosljedna cijelom dužinom polimera, a ogleda se u tome što se adenin uvijek veže sa timinom, a guanin sa citozinom, sa četiri moguće varijante veza među polulancima DNK: A–T i T–A, te G–C i C–G. Imajući u vidu tu pravilnost, redoslijed nukleotida u jednom polulancu precizno je uslovljen i određen komplementarnim nizom njegovog parnjaka. Prema toj genetičkoj konstanti, ukupni broj molekula adenina u svakom lancu DNK (pa i u ćeliji i organizmu) jednak je broju molekula timina, a guanina ima onoliko koliko i citozina. Stalnost ukupne količine DNK po jednoj ćeliji je jedna od osnovnih genetičkih karakteristika svake vrste organizama, što se odnosi i na međusobni omjer A–T i G–C nukleotidnih parova.

Unutarmolekularni parovi baza mogu se javiti u unutar jednostrukog lanca nukleinskih kiselina. To je posebno važno u RNK molekulama (npr. transfer RNK), gdje parova baza (G-C i A-U) dozvoljavaju formiranje kratkog dvolančanog heliksa, a širok spektar nespecifične interakcije (npr. G-U ili A-A) omogućava savijanje RNK saviti u mnoštvo specifičnih trodimenzionalnih RNK struktura. Osim toga, uparivanje baza između transfer RNK (tRNK) i informacijske RNK iRNK predstavlja osnovu za molekularno prepoznavanje događaja koji rezultiraju u sekvenci nukleotida iRNK koja postaje genetički kod za sekvencu aminokiselina u proteinima.

Veličina pojedinih gena ili cijelog genom nekog organizma često se mjeri u baznim parovima DNK, jer je obično dvostruki polimer. Stoga je ukupni broj parova baza jednak broju nukleotida u jednom od lanaca (s izuzetkom nekodirajućih jednostrukih regija telomera. U haploidima ljudskog genoma (23 hromosoma) procjenjuje se da u dužini ima oko 3,2 milijarde baza i da sadrži 20.000-25.000 različitih gena za kodiranje sinteze proteina.

Stabilnost hidrogenskih veza
----------------------------


|  |
| --- |
|  |

|  |
| --- |
|  |

Gore: **G-C** bazni par sa tri vodikove veze.  
 Dolje: **A-T** bazni par sa dvije vodikove veze. Ne-kovalentne vodikove veze između parova prikazane su kao isprekidane linije.
Vodikova veza je hemijskainterakcija u čijoj je osnovi uparivanje baza prema gore opisanim pravilima. Odgovarajući geometrijske korespondencija donatora vodika i primatelja dozvoljava im samo "pravo" da formiraju stabilne parove. DNK s visokim sadržajem C-G parova je stabilnija od DNK sa niskim G-C sadržajem, ali, suprotno uvriježenom mišljenju, hidrogenske veze.

Veće nukleobaze, adenin i guanin, su članovi klase dvostruko-prstenaste hemijske strukture zvane purini. Manje nukleobaze, citozin i timin (i uracil), članovi su klase jednostruko-prstenaste hemijske strukture zvane pirimidini. Purini su komplementarni samo pirimidinima. Pirimidin-pirimidin parovi su vrlo nepovoljni jer su molekule suviše daleko za utvrđivanje vodikovih veza, purin-purin parovi su također nepovoljni jer su tada molekule preblizu, što dovodi do odbojnosti preklapanja. Purine-pirimidin uparivanje A-T ili G-C ili U-A (u RNK) rezultatira u pravilnoj dupleks strukturi. Jedini drugi parovi purina-pirimidin bi bili A-C i G-T i U-G (u RNK). Ovakvi parovi su neusklađeni jer osobenosti vodika donatora i akceptantora ne odgovaraju ne odgovaraju jedna drugima. G-U uparivanje, sa dvije vodikove veze, u RNK ne javlja se često.

Uparene DNK i RNA molekule su relativno stabilne na sobnoj temperaturi, ali u dva nukleotidna lanca neznačajno stabiliziraju DNK, a stabilizacija se uglavnom postiže slaganjem interakcija i navoja. Dva nukleotida se neće odvojiti iznad tačke topljenja, koju određuje dužina molekula, količina pogrešnih uparivanja (ako ih ima), i G-C sadržaj. Veći sadržaj G-C sadržaja rezultira na višim temperaturama topljenja pa ne iznenađuje da su genomi ekstremofilnih organizama, kao što je *Thermus thermophilus*, posebno bogati G-C parovima. Nasuprot tome, regioni genoma koji se moraju često dijeliti su komparativno siromašniji u sadržaju ovog baznog para. G-C sadržaj i temperature topljenja moraju se uzeti u obzir i prilikom dizajniranja prajmera (početnica) za PCR reakcije.

### Primjeri

Slijedeće DNK sekvence illustraju osobenosti para u dvostrukom lancu nukleotida. Konvencijski, vrh lanca se označava kao 5' kraj do 3' kraj, a dno lanca: 3' to 5'.

Uparivanje baza DNK sekvence:
**ATCGATTGAGCTCTAGCG**
**TAGCTAACTCGAGATCGC**
Odgovarajuće sekvence RNK, u kojima je uracil zamjenjuje timin, uracil zauzima svoje mjesto u lancu:
**AUCGAUUGAGCUCUAGCG**
**UAGCUAACUCGAGAUCGC**

Povezano
--------

* Nukleotid
* DNK
* RNK
* Nukleinske kiseline