نوکلئوتیدها یکی از  مهم‌ترین مولکول‌های موجود در سیستم‌های زنده بوده و دارای نقش‌های حیاتی هستند. نوکلئوتیدهایی مثل ATP و GTP به عنوان حاملین انرژی بوده، این ترکیبات در ساختمان کوفاکتورهای NAD، FAD، آدنوزیل متیونین و کوآنزیم A و همچنین ترکیبات واسط بیوسنتتیک فعال شده مثل UDP- گلوکز  و CDP- گلیسرول شرکت دارند. بعضی از این ترکیبات نیز همچون cAMP و cGMA به عنوان پیام‌برهای ثانویه عمل می‌کنند. به طور کلی نوکلئوتیدها از طریق دو مسیر شامل مسیرهای از نو (de novo pathway) و مسیرهای بازیافت تولید می‌شوند. سنتز از نو شامل پیش‌سازهای متابولیکی یعنی اسیدهای آمینه، ریبوز 5- فسفات، دی اکسید کربن و آمونیاک بوده و این در حالی است که مسیر بازیافتی سبب چرخش مجدد  بازها و نوکلئوزیدهایی می‌شود که از تجزیه اسیدهای نوکلئیک به دست آمده‌اند. در این بخش به سنتز از نو بازهای پورینی پرداخته می‌شود. بازهای پورینی که شامل آدنوزین و گوانوزین هستند شامل دو حلقه است که سنتز آنها با انجام واکنش‌هایی بر روی مولکولی به نام 5- فسفو ریبوزیل 1- پیروفسفات (PRPP) انجام می‌شود.

http://roshd.ir/portals/0/0and1/olympiad/biology/breaktime/bio-BT-088-01.jpg

 
مولکول‌های موجود در حلقه پورینی توسط مولکول‌های مختلفی تامین می‌شود که در شکل زیر منبع این مولکول‌ها مشخص شده است

 http://roshd.ir/portals/0/0and1/olympiad/biology/breaktime/bio-BT-088-02.jpg

 

در مرحله اول این مسیر که مرحله‌ای مهم و تنظیمی در مسیر سنتز پورین‌ها است، یک گروه آمینو از اسید آمینه گلوتامین به کربن شماره یک مولکول PRPP اضافه می‌شود و منجر به تشکیل مولکولی موسوم به 5- فسفوریبوزیل آمین می‌شود.

http://roshd.ir/portals/0/0and1/olympiad/biology/breaktime/bio-BT-088-03.jpg

 

5- فسفوریبوزیل آمین مولکولی شدیدا ناپایدار بوده، به طوری که در pH بدن دارای نیمه عمر حدود 30 ثانیه است. به همین دلیل سریعا وارد مرحله بعدی واکنش‌ها  شده و با مصرف یک مولکول ATP و واکنش با اسید آمینه گلیسین تبدیل به گلیسین آمید ریبونوکلئوتید می‌شود.

http://roshd.ir/portals/0/0and1/olympiad/biology/breaktime/bio-BT-088-04.jpg


در مرحله بعد، گروه آمینوی گلیسین توسط ترکیبی با نام N10- فرمیل تتراهیدروفولات فرمیله می‌شود.

http://roshd.ir/portals/0/0and1/olympiad/biology/breaktime/bio-BT-088-05.jpg


در مرحله بعدی یک نیتروژن از مولکول گلوتامین بر روی فرمیل گلیسین آمید ریبونوکلئوتید اضافه شده و منجر به ایجاد ترکیبی موسوم به فرمیل گلیسین آمیدین ریبونوکلئوتید می‌شود.

http://roshd.ir/portals/0/0and1/olympiad/biology/breaktime/bio-BT-088-06.jpg


در مرحله بعدی بر اثر از دست دادن یک مولکول آب و بسته شدن حلقه، حلقه پنج اتمی ایمیدارزول حلقه پورین به صورت مولکولی با نام 5- آمینو ایمیدازول ریبونوکلئوتید ایجاد می‌شود.

http://roshd.ir/portals/0/0and1/olympiad/biology/breaktime/bio-BT-088-07.jpg


برای تشکیل حلقه دوم پورین ابتدا یک گروه کربوکسیل بر روی گروه آمینوی حلقه ایمیدازول اضافه شده و با استفاده از یک مولکول ATP تبدیل به مولکولی با نام N5- کربوکسی آمینو ایمیدازول ریبونوکلئوتید می‌شود.

 

http://roshd.ir/portals/0/0and1/olympiad/biology/breaktime/bio-BT-088-08.jpg


در مرحله بعد بر اثر واکنشی از نوع بازآرایی گروه کربوکسیل از روی گروه آمینو به موقعیت 4 حلقه ایمیدازول منتقل می‌شود.

 http://roshd.ir/portals/0/0and1/olympiad/biology/breaktime/bio-BT-088-09.jpg


سپس اسید آمینه آسپارتات گروه آمینوی خود را طی دو مرحله شامل تشکیل یک پیوند پپتیدی 

http://roshd.ir/portals/0/0and1/olympiad/biology/breaktime/bio-BT-088-10.jpg 


و خارج شدن اسکلت کربنی آسپارتات منتقل می‌نماید و منجر به تشکیل 5- آمینو ایمیدازول-4- کربوکسی آمید ریبونوکلئوتید می‌شود.

http://roshd.ir/portals/0/0and1/olympiad/biology/breaktime/bio-BT-088-11.jpg


 با اضافه شدن آخرین کربن از مولکول N10- متیل تترا هیدرو فولات 

 http://roshd.ir/portals/0/0and1/olympiad/biology/breaktime/bio-BT-088-12.jpg


و از دست دادن یک مولکول آب بر اثر دهیدراتاسیون، دومین حلقه هسته پورینی نیز بسته شده و اولین ترکیب واسط موسوم به اینوزینات تشکیل می‌شود.

 http://roshd.ir/portals/0/0and1/olympiad/biology/breaktime/bio-BT-088-13.jpg


از این به بعد مسیر بیوسنتزی آدنوزین و گوانوزین از هم جدا شده و بر اثر چند واکنش ساده ایجاد می‌شوند. برای ایجاد آدنوزین لازم است که یک گروه آمینوی مشتق از آسپارتات بر روی اینوزینات اضافه شود.

http://roshd.ir/portals/0/0and1/olympiad/biology/breaktime/bio-BT-088-14.jpg 


برای ایجاد گوانوزین نیز، کربن شماره 2 اینوزینات اکسید شده و در مرحله بعدی یک گروه آمینوی مشتق از گلوتامین بر روی ساختار اینوزین اضافه شده و منجر به تولید گوانوزین می‌شود.

http://roshd.ir/portals/0/0and1/olympiad/biology/breaktime/bio-BT-088-15.jpg