20. Структурная организация олигонуклеотидов, полинуклеотидов (нуклеиновых кислот). Характеристика первичной структуры днк.

Структур единицами НК явл мономерн молекулы – мононуклеотиды. НК – полинуклеотиды - то продукты полимеризации мононуклеотидов, число и последов-ть располож кот в цепях ДНК и РНК опред в строгом соответствии с программой, залож в молекуле матрицы. Мононуклеотиды состоят из 3-х спец компонентов: азотист основания, углевода и фосфорн к-ты. Соединения азотис основания и углевода (рибозы или дезоксирибозы), получившие наз нуклеозидов, легко образ из мононуклеотида при гидролитич отщеп фосфорн к-ты в присутствии щелочи или при участии специфич ферментов – нуклеотидаз. Кажд нуклеотид содерж 3 хим различ компонента: гетероциклич азотист основание, моносахарид (пентозу) и остаток фосфорн к-ты. В зависимости от числа имеющихся в молекуле остатков фосфорн к-ты различ нуклеозидмонофосфаты(НМФ), нуклеозиддифосфаты(НДФ), нуклеозидтрифосфаты (НТФ). В состав НК входят азотист основания 2х типов: пуриновые - А, Г и пиримидиновые – Ц, Т, У. Пентозы в нуклеотидах представлены либо рибозой (в составе РНК), либо дезоксирибозой (в составе ДНК). Нуклеотиды, в кот пентоза представ рибозой - рибонуклеотидами, а НК - РНК. НК, в мономеры кот вход дезоксирибоза - ДНК. Первич стру-ра ДНК - порядок черед дезоксирибонуклеозидмонофосфатов (дНМФ) в полинукпеотид цепи. Кажд фосфатная группа в полинукпеотидн цепи, за исключ фосфорн остатка на 5'-конце молекулы, участ в образ 2-х эфирных связей с участием 3'- и 5'-углеродных атомов 2-х соседних дезоксирибоз, поэтому связь между мономерами обозначают 3', 5'-фосфодиэфирной. Концевые нуклеотиды ДНК различ по структуре: на 5'-конце наход фосфатная группа, а на 3'-конце цепи - свободная ОН-группа. Эти концы называют 5'- и 3'-концами. Линейная послед-ть дезоксирибонуклеотидов в полимерной цепи ДНК сокращённо запис с помощью однобуквенного кода, напр -A-G-C-T-T-A-C-A- от 5'- к 3'-концу. В кажд мономере НК присут остаток фосфорн к-ты. Остатки пентоз тоже прояв гидрофиль св-ва. Азотистые основан почти нераствор в воде, но некот атомы пуринового и пиримидинового циклов способны образ водород связи.

21. Вторичная структура днк, формы двойной спирали. Связи, стабилизирующие структуру днк. Принцип комплементарности. Третичная структура днк.

Втори́чная структу́ра белка́ — пространственная структура, образующаяся в результате взаимодействия между функциональными группами пептидного остова.

Вторичная структура ДНК представляет собой двухцепочечную спираль, из двух длинных полинуклеотидных цепей, закрученных относительно общей оси. Сахарофосфатный скелет обеих цепей обращён наружу от оси спирали, а азотистые основания обращены внутрь спирали.

Две цепи удерживаются вместе с помощью водородных связей между азотистыми основаниями (аденин образует две связи с тимином, а гуанин — три связи с цитозином), гидрофобных связей,стэкинг-взаимодействийи ионных связей. Одна цепь ДНК комплементарна другой, при этом цепи антипараллельны.

Структурные особенности двойной спирали ДНК;

1.Две антипараллельные цепи являются правозакрученными вдоль общей оси, диаметр спирали

2.Плоскости, в которых лежат азотистые основания, образующие водородные связи, почти перпендикулярны оси спирали. В B-ДНКоснования занимают центральную часть спирали, а сахарофосфатный скелет закручен и обращён наружу. Только края оснований контактируют с растворителем.

3.Каждое основание имеет приблизительно одну ширину, что придает спирали ДНК практически полную симметрию независимо от состава самих оснований. Основания в парах можно поменять местами без каких-либопоследствий для спирали: Г ≡ Ц можно изменить на Ц ≡ Г или А = Т на Т = А.

В соотв с моделью Уотсона и Крика мол-ла ДНК сос-ит из 2-х цепей, обр-уя правовращающую спираль, в кот обе полинуклеотидн цепи закруч-ны вокруг одной и той же оси. Удерж-ся цепи благ-ря водор-ым связям, образ-имся между их азотист основ-ями. Обе цепи полинуклеотидов в биспирал-ой мол-ле ДНК имеют строго опред-ое пространс-ое расположение, при кот азотистые основ-ия нах-ся внутри, а фосфорильные и углеводные комп-ты – снаружи. В биспиральной мол-ле ДНК основания уложены парами: пурин из одной цепи и пиримидин из другой в соотв-ии с правилами Чаргаффа. Избират-сть взаим-вия пар А–Т и Г–Ц -«комплементарность». Стабил-сть А–Т основ-ий обесп-ся 2-мя водор-ми связями, а пар Г–Ц – тремя. Длина водор-ых связей между основ-ми сост-ет около 0,3 нм. Обе цепи в мол-ле ДНК имеют противопо-ую полярность. А- и В-формы пред-ют собой правозакруч-ую двойную спираль, а Z-форма (зигзагообразная) ДНК имеет левозакруч-ую конф-цию. В А-форме ДНК вып-ет роль матрицы в пр-ссе транскрипции (синтез РНК на молекуле ДНК), а в В-форме – роль матрицы в пр-се репликации (синтез ДНК на молекуле ДНК). В структуре ДНК открыты нуклеотидн послед-сти, получ-шие название «палиндромы», или перевернутые повторы. Подобные обратные повторы могут служить основой для обр-ия стр-ры шпилек или крестов. Третичная стр-ра: Каждая мол-ла ДНК упакована в отд-ую хром-му. Чтобы распол-ть ДНК в ядре кл-ки, должна быть сформир-на очень компактная стр-ра. Компактизация и суперспирал-ция ДНК осущ-ся с помощью разнообр-ых белков, взаимод-щих с опред-ми послед-стями в стр-ре ДНК. Все связ-щиеся с ДНК эукариотов белки можно разд-ть на 2 группы: гистоновые и негист-ые белки. Комплекс белков с ядерной ДНК клеток - хроматин. Гистоны - белки с мол-ной массой 11-21 кДа, сод-щие много остатков аргинина и лизина. Такой комплекс гисто-вых белков с ДНК служит основной структурной единицей хроматина, её наз-ют "нуклеосома". Негистоновые белки хроматина: сем-во специфи-их белков типа "цинковые пальцы". К негист-ым белкам прин-ат также ферменты репликации, транскрипции и репарации.