14. Структуры нуклеиновых кислот.

1 ) Под первичной структурой нукл. кислот понимают порядок, последовательность расположения мононуклеотидов в полинуклеотидной цепи ДНК и РНК. Такая цепь стабилизируется 3',5'-фосфодиэфирными связями. На 5’-конце – остаток H3PO4, на 3’конце – свободная гидроксидная группа.

2) Вторичная структура ДНК - это пространственная организация полинуклетидных цепей в её молекуле. Наиболее распространённой явл. модель двойной спирали (β-форма), предложенная Уотсоном и Криком: двуспиральная, правозакрученная, антипараллельная, фиксированная за счёт водородных связей между комплементарными основаниями. Нити ДНК представлены дезоксирибозо-фосфатным каркасом, нуклеиновые основания находятся внутри между цепями и комплементарно (соответственно) связаны водородными связями: А с Т, Г с Ц.

Комплементраность оснований лежит в основе закономерностей, которым подчиняется нуклеотидный состав ДНК (правило Чаргаффа): 1) кол-во пуриновых оснований = кол-ву пиримидиновых;

2) кол-ву А = кол-во Т; кол-во Г= кол-во Ц

3) кол-во оснований, содержащих аминогруппу в положениях 4 пиримидинового и 6 пуринового ядер, равно кол-ву оснований, содержащих в этих же положениях оксогруппу. Это означает, что сумма А и Ц = сумме Г и Т.

Стабильность А–Т оснований обеспечивается двумя водородными связями, а пар Г–Ц – тремя. Длина водородных связей между основаниями составляет около 0,3 нм, расстояние между витками (шаг спирали) равно 3,4 нм. На этом участке укладываются 10 нуклеотидных остатков, размер одного нуклеотида составляет 0,34 нм; диаметр биспиральной молекулы равен 1,8 нм.

3) Третичная структура нуклеиновых кислот. Двойная спираль ДНК на некоторых участках может подвергаться дальнейшей спирализации с образованием суперспирали или открытой кольцевой формы. Оказалось также, что линейная ДНК может образоваться из кольцевой формы или существовать как таковая в природе. Известно, что суперспиральная (суперскрученная) структура обеспечивает экономную упаковку огромной молекулы ДНК в хромосоме: вместо 8 см длины, которую она могла бы иметь в вытянутой форме, в хромосоме человека молекула ДНК настолько плотно упакована, что ее длина составляет 5 нм. Обычно в ДНК встречаются положительные и отрицательные супервитки, образованные за счет скручивания по часовой (правосторонней) или против часовой стрелки двойной спирали. Образование подобных супервитков катализируется специфическими ферментами, получившими название топоизомераз. Подобные суперспирали соединяются с белками (гистонами), упакованными в бороздках, обеспечивая тем самым стабильность третичной структуры ДНК.

• Структура РНК.

1) Первичная – как у ДНК.

2) Вторичная – это клеверный лист (тРНК), РНК-«шпилька» и «двушпильная».

3) Одноцепочечная РНК характеризуется наличием 3-ой структуры за счёт возникновения доп. водородной связи. Стабилизирована Mg2+.

Данные о структуре тРНК свидетельствуют о том, что нативные молекулы тРНК имеют примерно одинаковую третичную структуру, которая отличается от плоской структуры «клеверного листа» большой компактностью за счет складывания различных частей молекулы. Третичная структура РНК в растворе в зависимости от ионной силы, температуры и рН среды может быть представлена компактной палочкой, компактным клубком; развернутой цепью.