Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты

Содержание статьи

  • Состав полимерной цепи нуклеиновых кислот.
  • Структура ДНК.
  • Химические свойства ДНК.
  • Структура РНК
  • Химические свойства РНК
  • Участие ДНК и РНК в синтезе белков
  • Также по теме

  • ХИМИЯ
  • ХИМИЯ ОРГАНИЧЕСКАЯ
  • БИОХИМИЯ
  • ДНК-ИДЕНТИФИКАЦИЯ
  • НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ
  • НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ|КИСЛОТЫ

  • НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ|КИСЛОТЫ – биологические полимерные молекулы, хранящие всю информацию об отдельном живом организме, определяющие его рост и развитие, а также наследственные признаки, передаваемые следующему поколению. Нуклеиновые кислоты|кислоты есть ядрах клеток всех растительных и животных организмов, что определило их название (лат. nucleus – ядро).

    Состав полимерной цепи нуклеиновых кислот.

    Полимерная цепь нуклеиновых кислот собрана из фрагментов фосфорной кислоты|кислоты Н3РО3 и фрагментов гетероциклических молекул, представляющих собой производные фурана. Есть лишь два вида нуклеиновых кислот, каждая построена на основе одного из двух типов таких гетероциклов – рибозы или дезоксирибозы .

    СТРОЕНИЕ РИБОЗЫ И ДЕЗОКСИРИБОЗЫ.

    Название рибоза (от лат. Rib – ребро, скрепка) имеет окончание – оза, что указывает на принадлежность к классу сахаров (например, глюкоза, фруктоза). У второго соединения нет группы ОН (окси-группа), которая в рибозе отмечена красным цветом. В связи с этим втрое соединение называют дезоксирибозой, т.е., рибоза, лишённая окси-группы.

    Полимерная цепь, построенная из фрагментов рибозы и фосфорной кислоты|кислоты, представляет собой основу одной из нуклеиновых кислот –рибонуклеиновой кислоты|кислоты (РНК). Термин «кислота» в названии этого соединения употреблён потому, что одна из кислотных групп ОН фосфорной кислоты|кислоты остаётся незамещенной, что придаёт всему соединению слабокислый характер. Если вместо рибозы в образовании полимерной цепи участвует дезоксирибоза, то образуется дезоксирибонуклеиновая кислота, для которой повсеместно принято широко известное сокращение ДНК.

    Структура ДНК.

    Молекула ДНК служит отправной точкой в процессе роста|роста и развития организма. Показано, как объединяются в полимерную цепь два типа чередующихся исходных соединений, показан не способ синтеза, а принципиальная схема сборки молекулы ДНК.

    В окончательном варианте полимерная молекула ДНК содержит в боковом обрамлении азотсодержащие гетероциклы. В образовании ДНК участвуют четыре типа таких соединений, два из них представляют собой шестичленные циклы, а два – конденсированные циклы, где шестичленное кольцо спаяно с пятичленным .

    СТРОЕНИЕ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ГЕТЕРОЦИКЛОВ, входящих в состав ДНК

    На втором этапе сборки к свободным группам ОН дезоксирибозы присоединяются показанные выше азотсодержащие гетероциклические соединения, образуя у полимерной цепи боковые подвески.

    Присоединённые к полимерной цепи молекулы аденина, тимина, гуанина и цитозина обозначают первыми буквами названий исходных соединений, то есть, А, Т, Г и Ц.

    Сама полимерная цепь ДНК имеет определённую направленность – при мысленном продвижении вдоль молекулы в прямом и обратном направлении одни и те же группировки, входящие в состав цепи, встречаются на пути в разной последовательности. При движении в одном направлении от одного атома фосфора к другому вначале на пути следования идёт группа СН2, а затем две группы СН (атомы кислорода можно не принимать во внимание), при движении в противоположном направлении последовательность этих групп будет обратной .

    НАПРАВЛЕННОСТЬ ПОЛИМЕРНОЙ ЦЕПИ ДНК. При описании того, в каком порядке чередуются присоединённые гетероциклы, принято использовать прямое направление, то есть от группы СН2 к группам СН.

    Само понятие «направление цепи» помогает понять то, как располагаются две цепи ДНК при их объединении, а также имеет прямое отношение к синтезу белка|белка.

    На следующей стадии две молекулы ДНК объединяются, располагаясь таким образом, чтобы начало|начало и концы цепей были направлены в противоположные стороны|стороны. В этом случае гетероциклы двух цепей обращены навстречу друг другу и оказываются расположенными неким оптимальным образом, имеется в виду, что между парами|парами группировок С=О и NH2 , а также между єN и NH=, входящими в состав гетероциклов, возникают водородные связи (см. ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ). На рис. 6 показано, как располагаются две цепи относительно друг друга и как при этом возникают водородные связи между гетероциклами. Самая важная деталь – состоит в том, что пары|пары, связанные водородными связями, жёстко определены: фрагмент А всегда взаимодействует с Т, а фрагмент Г – всегда с Ц. Строго определённая геометрия этих групп приводит к тому, что эти пары|пары исключительно точно подходят друг другу (как ключ к замку|замку), пара А-Т связана двумя водородными связями, а пара Г-Ц – тремя связями.

  • Нуклеиновые кислоты|кислоты

    НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ|КИСЛОТЫ (полинуклеотиды), биополимеры, осуществляющие хранение и передачу генетич. инфор-мации во всех живых организмах, а также участвующие в биосинтезе белков.

    Первичная структура нуклеиновых кислот представляет собой последовательность остатков нуклеотидов. Последние в молекуле нуклеиновых кислот образуют неразветвленные цепи. В зависимости от природы углеводного остатка в нуклеотиде (D-дезоксирибозы или D-рибозы) нуклеиновые кислоты|кислоты подразделяют соотв. на дезоксирибонуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК) к-ты. В молекуле ДНК гетероциклы, входящие в остаток нуклеотида, представлены двумя пуриновыми основаниями — адeнином (А) и гуанином (G), и двумя пиримидиновыми основаниями — тимином (Т) и цитозином (С); РНК вместо Т содержит урацил (U). Кроме того, в нуклеиновых кислотах в небольших кол-вах обнаруживаются модифицированные (в осн. метилированные) остатки нуклеозидов- т. наз. минорные нуклеозиды, к-рыми особенно богаты транспортные рибонуклеиновые кислоты|кислоты (тРНК). Отдельные нуклеотидные остатки связаны между собой в полинуклеотидных цепях 3′-5′-фосфодиэфирными связями (см. ф-лу). Стандартная запись нуклеотидной последовательности осуществляется в направлении от 5′-конца к 3′-концу (каждый нуклеотид обозначают буквой, присвоенной основанию, к-рое он содержит; напр., последовательность приведённого участка ДНК записывается как ACGT).

    Св-ва ДНК и РНК различны. Так, РНК легко расщепляется щелочами до мононуклеотидов (благодаря наличию группы 2′-ОН), в то время как полинуклеотидные цепи ДНК в тех же условиях стабильны. Это структурное различие определяет и меньшую|меньшую устойчивость к воздействию к-т N-гликозидных связей (связь между гетероциклом и остатком рибозы) в ДНК по сравнению с РНК.

    Дсзоксирибонуклепновые кислоты|кислоты. Нуклеотидный состав ДНК подчиняется ряду|ряду правил (т.наз. правила Чаргаффа), важнейшее среди которых — одинаковое содержание А и Т, G и С у любой|любой клеточной ДНК. Нуклеотидный состав РНК подобным правилам не подчиняется.

    Пространствю структура ДНК описывается как комплекс двух полинуклеотидных антипараллельных цепей , закрученных относительно общей оси|оси, так что углевод-фосфатные цепи составляют периферию молекулы, а азотсодержащие гетероциклы направлены внутрь (д в о й н а я с п и р а л ь У о т с о н а-К р и к а). Антипараллельность полинуклеотидных цепей выражается в том, что на одном и том же конце спирали одна полинуклеотидиая цепь содержит (незамещенную или замещённую) группу 5′-ОН, а другая 3′-ОН. Фундам. св-во двойной спирали ДНК состоит в том, что её цепи комплементарны друг другу (см. Комплементарностъ) вследствие того, что напротив А одной цепи всегда находится Т другой цепи, а напротив G всегда находится С. Комплементарное спаривание А с Т и G с С осуществляется посредством водородных связей. Классич. двойная спираль Уотсона-Крика получила назв. В-формы ДНК. Она-правозакрученная, плоскости гетероциклич. оснований перпендикулярны оси|оси спирали, а число пар остатков нуклеотидов на один виток спирали равно примерно 10; расстояние между витками 3,4 нм. При изменении ионной силы и состава р-рителя двойная спираль изменяет свою форму и даже может превращ. в левозакрученную спираль (т.наз. Z-форму), к-рая содержит в одном витке ок. 12 остатков нуклеотидов. При дегидратации В-формы образуется А-форма ДНК-правозакрученная двойная спираль, содержащая в одном витке ок. 11 остатков нуклеотидов, плоскости гетероциклич. оснований повёрнуты примерно на 20° относительно перпендикуляра к оси|оси спирали. Двойная спираль ДНК способна денатурировать (напр., при повышении т-ры) с полным расхождением комплементарных цепей, к-рые сохраняют способность к ассоциации с восстановлением (рекатурацией) двойной спирали при возвращении к исходным условиям. Подробно изучены также кон-формации фрагментов ДНК.

    Двойная спираль ДНК (стрелками|стрелками показано направление полинуклеотидной цепи). .

    Установлено, чго молекула ДНК в клетке представляет собой совокупность генов, регуляторных участков (последовательностей, связывающихся с регуляторными белками|белками и управляющих уровнем экспрессии генов), районов, участвующих в организации генов в хромосомах, а также последовательностей, ф-ции к-рых ещё не известны.

    У прокариот (бактерии и синезеленые водоросли) ДНК организована в виде компактного образования-н у к л е о и-д а, к-рый содержит всю хромосомную ДНК клетки длиной в неск. миллионов пар нуклеотидов (м.п.н.).


Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector