Занятие №13
Тема: «АЗОТИСТЫЕ ОСНОВАНИЯ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ, НУКЛЕОЗИДЫ, НУКЛЕОТИДЫ, НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ, СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ И СВОЙСТВА»
Вопросы к занятию
Азотистые основания пиримидиновые и пуриновые. Строение, лактам-лактимная таутомерия.
Нуклеозиды: строение, номенклатура, гидролиз, характер связи азотистого основания с углеводным остатком.
Нуклеотиды: строение, номенклатура, гидролиз, характер связей между компонентами.
Свободные нуклеотиды: цАМФ, цГМФ, АТФ, АДФ, ФАД, ФМН, НАД строение и функции в организме.
Первичная структура нуклеиновых кислот. Нуклеотидный состав ДНК и РНК.
Понятие о вторичной структуре ДНК. Комплементарность азотистых оснований, тип связи между ними.
7. Виды РНК
Выполнить письменно
Вариант №1
1. Продукты гидролиза уридина………
2. Укажите химические связи в молекуле АМФ.
3. Какие химические связи обуславливают вторичную структуру ДНК, укажите пары комплементарных азотистых оснований.
4. Нуклеотид характерный только для ДНК – название, состав, структура
5. НАД – название, состав, биологическая роль.
Вариант №2
1. Продукты гидролиза дезокситимидина……
2. Укажите химические связи в молекуле ЦМФ.
3. Какие химические связи обуславливают вторичную структуру РНК, укажите пары комплементарных азотистых оснований.
4. Нуклеотид характерный только для РНК – название, состав, структура
5.ФАД – название, состав, биологическая роль.
Вариант №3
1. Продукты гидролиза аденозина…….
2. Укажите химические связи в молекуле ГМФ.
3. Какие химические связи обуславливают первичную структуру НК, на примере ГМФ и ЦМФ.
4. Принцип комплементарности, химические связи - на примере аденин-урацил
5. ФМН – название, состав, биологическая роль.
Литература:
1. Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков, С.Э. Зурабян
«Биоорганичекая химия» М. «ГЕОТАР-Медиа» 2015, 416С.
Часть 2 Глава 14 стр. 274-287
2. Бабков А.В., Нестерова О.В.
«Химия в медицине» М. «Юрайт» 2018г, Глава 13 стр. 360-365
3. Попков В.А, Берлянд А.С.
«Общая и биоорганическая химия» М. «Академия», 368 С.
Глава 10 стр. 337-342
Нуклеиновые кислоты — это полимеры нуклеотидов - полинуклеотиды.
Каждый нуклеотид, входящий в состав нуклеиновой кислоты, состоит из трех компонентов:
азотистого основания
углеводного компонента (пентозы)
фосфорной кислоты
Химические связи между компонентами нуклеотида ковалентные: N-гликозидная между основанием и пентозой и фосфоэфирная между пентозой и фосфорной кислотой.
Азотистые основания: аденин и гуанин – пуриновые, тимин, урацил и цитозин – пиримидиновые.
Пентозы: ß-рибоза и ß-дезоксирибоза
Существуют два основных типа нуклеиновых кислот — ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота).
В состав мононуклеотидов ДНК входят:
- азотистые основания -аденин, гуанин, тимин и цитозин
- пентоза - ß-дезоксирибоза
- фосфорная кислота
В состав мононуклеотидов РНК:
- азотистые основания - аденин, гуанин, урацил и цитозин
- пентоза - ß-рибоза
- фосфорная кислота
Строение нуклеотида –дезоксиаденозинмонофосфата, состоящего из аденина, ß-рибозы и фосфорной кислоты
Химическое соединение сахара с азотистым основанием называется нуклеозидом. Ниже представлены нуклеозиды, где в качестве пентозы выступает ß-рибоза.
Нуклеотиды линейно соединяются между собой, образуя длинные молекулы нуклеиновых кислот. При образовании полинуклеотида (нуклеиновой кислоты) остаток фосфорной кислоты предыдущего нуклеотида соединяется с 3-м атомом углерода пентозы следующего нуклеотида.
Фрагмент молекулы РНК:
Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) — универсальный источник и основной аккумулятор энергии в живых клетках. АТФ содержится во всех клетках растений и животных. Количество АТФ в среднем составляет 0,04% (от сырой массы клетки), наибольшее количество АТФ (0,2–0,5%) содержится в скелетных мышцах.
АТФ состоит из остатков: 1) азотистого основания (аденина), 2) моносахарида (рибозы), 3) трех фосфорных кислот. Поскольку АТФ содержит не один, а три остатка фосфорной кислоты, она относится к рибонуклеозидтрифосфатам.
Для большинства видов работ, происходящих в клетках, используется энергия гидролиза АТФ. При этом при отщеплении концевого остатка фосфорной кислоты АТФ переходит в АДФ (аденозиндифосфорную кислоту), при отщеплении второго остатка фосфорной кислоты — в АМФ (аденозинмонофосфорную кислоту). Выход свободной энергии при отщеплении как концевого, так и второго остатков фосфорной кислоты составляет по 30,6 кДж. Отщепление третьей фосфатной группы сопровождается выделением только 13,8 кДж. Связи между концевым и вторым, вторым и первым остатками фосфорной кислоты называются макроэргическими (высокоэнергетическими).
Запасы АТФ постоянно пополняются. В клетках всех организмов синтез АТФ происходит в процессе фосфорилирования, т.е. присоединения фосфорной кислоты к АДФ. Фосфорилирование происходит с разной интенсивностью при дыхании (митохондрии), гликолизе (цитоплазма), фотосинтезе (хлоропласты).
АТФ является основным связующим звеном между процессами, сопровождающимися выделением и накоплением энергии, и процессами, протекающими с затратами энергии.