ХИМИЯ И ОБМЕН НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ.

НК – это высоко молекулярные полимерные соединения мономером которых является нуклеотиды.

Мононуклеотиды включают в свой состав:

1. азотистое основание

2. углевод

3. фосфорную кислоту

Различают 2 вида азотистых оснований: пуриновое, пиримидиновое.

Азотистые осн связ с углеводом – рибозой, дезоксирибозой по средствам бета-N-гликозидной связью. Пуриновое основание соединяется с углеводом за счет 9 атома С, а пиримидиновое за счет 1 атома С. К углеводу фосфоэфирной связью присоединяется фосфорная кислота.

В зависимости от остатков фосфорной кислоты различают:

• Нуклеозид-моно-фосфаты: циклоАМФ, фАФС, S-аденазинметионин.

• Нуклеозид-ди-фосфаты (часто активаторы) УДФ-глюкоза, ЦДФ-холин

• Нуклеозид-три-фосфаты (макроэрги) – исходные в-ва для синтеза нуклеиновых кислот

Н

уклеотиды соединяются в полинуклеотидную цепь за счет фосфо-ди-эфирных связей, образованных за счет фосфорной кислоты и рибозой соседних нуклеотидов, к одной рибозе присоединяется в 3 положении, а к другой в пятом положении.

Рибонуклеиновая кислота

Состоят из 1 полинуклеотидной цепи (ПНЦ). Азотистое основание в РНК – аденин, гуанин, урацил, цитозин. Углевод представлен рибозой. Различают несколько видов РНК.

тРНК – их биороль заключается в транспорте аминокислот на рибосому к месту синтеза белка, Молекулярная масса = 30 000 Дальтон, включает в свой состав 70-80 нуклеотидов. На долю тРНК приходится около 15% всего запаса РНК клетки. В тРНК содержится большое количество еновых нуклуотидов. Между комплиментарными нуклеотидами возникают водородные связи и формируется вторичная структура тРНК. На ней 2 важных участка: на средней петле-антикодон – комплиментарный кодонам иРНК, на открытом конце – акцепторный к которому присоединяется аминокислота. Для каждой АК своя тРНК.

тРНК имеет и 3-ю структуру, которая представляет собой компактное наложение петель друг на друга.

С изучением РНК связывают работы Холи и Рич.

Различают изоакацепторный тРНК, которые отлитчаются одним нуклеотидом в антикодоне, но переносят одну и ту же аминокислоту.

рРНК на их долю приходится до 80% всей РНК клетки. Локализована в рибосомах и обеспечивает биосинтез белка. Рибосома человека имеет молекулярную массу 80S (большая 60S (5S, 5-8S, 25S), а малая 40S (18S). Вторичная структура рРНК представляет компактную укладку формирующую каркас большой и малой субъединицы, соединяясь с белками.

иРНК На ее долю приходится около3% РНК, она имеет большую молекулярную массу 10⁶ Дальтон. В первичной структуре иРНК представлены прежде всего кодоны среди которых различают инициирующие (на А), терминирующие (на У) и определяющие порядок аминокислот в синтезируемом белке. Кроме кодонов имеется «шапочка» и полиадениловый хвост. Этот хвост играет защитную роль, шапочка нужна для связывания с малой субъединицей рибосомы в начале синтеза белка

Дезоксирибонуклеиновая кислота

Химический состав: азотистые основания( А,Г,Т,Ц), углевод - дезоксирибоза. Биороль: хранение генетической информации. В отличии от РНК в ДНК две ПНЦ. Молекулярная масса: 10⁹. ПНЦ объединяются по принципу комплиментарности, эти принципы впервые были сформулированы в 1939 году.

«правила Чаргафа»:

1. Количество остатков аденина = количеству остатков тимина. Количество Г=Ц

2. Сумма пуриновых оснований (А+Г) равна сумме пиримидиновых (Т+Ц)

3. Количество оснований с аминогруппой равно количеству оснований с кетогруппой в комплиментарных позициях. Г+Т = А+Ц

4. Для всех видов ДНК существует коэффициент видовой специфичности – отношение Г+Ц/А+Г<1

На основании этих правил Уотсон и Крик создали модель структуры ДНК, согласно которой в молекуле ДНК две ПНЦ располагаются антипараллельно и соединяются водородными связями между комплиментарными азотистыми основаниями А=Т (2 Н-связи), Г=Ц (3 Н-связи).

Вторичная структура это правозакрученная двойная спираль в одном витке 10 пар нуклеотидов, а шаг спирали 3,4 нм. Кроме такой формы в фагах присутствует Z(зигзагообразная) и кольцевая.

Для ДНК характерна более компактная укладка в виде суперспирали. ДНК формирует над молекулярную структуру объединяясь с ядерными белками. Формируя полинуклеосомы.

Свойства ДНК: Вязкие растворы с двойным лучепреломлением, поглощают УФ в интервале 260-280 нм. Возможна денатурация ДНК под действием концентрированных растворов кислот, мочевину, физических факторов, происходит разрыв водородных связей и расхождение молекул ДНК. Денатурация может носить обратимый характер и переходить в реактивацию – восстановление водородных связей и структуры ДНК после удаления денатурирующего фактора. При ренактивации возможно явление гибридизации – объединение комплиментарных молекул ДНК из разных организмов и если эти комплиментарны то может произойти присоединение цепочек разных ДНК. Возможна гибридизация нитей ДНК+РНК.

ОБМЕН НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ.