История открытия нуклеиновых кислот

Виды нуклеотидов

В природе существует два вида нуклеиновых кислот — рибонуклеиновые (РНК) и дезоксирибонуклеиновые (ДНК). Основанием каждой из них является азотистое основание, остаток фосфорной кислоты и пятиуглеродный сахар.

В состав ДНК входит четыре разновидности нуклеотидов, отличие которых заключается в азотистом соединении:

  • А — аденин;
  • Т — тимин;
  • Ц — цитозин;
  • Г — гуанин.

Что касается РНК, то они тоже имеют несколько видов в зависимости от азотистого основания:

  • У — урацилом;
  • Ц — цитозин;
  • Г — гуанин;
  • А — аденин.

Поговорим и о физических свойствах нуклеотидов. Они легко растворяются в воде, но при этом практически нерастворимы в растворителях, имеющих органическое происхождение. Очень восприимчивы к температурным перепадам, а также критическим показателям значения уровня рН.

Молекулы ДНК обладают весомой молекулярной массой, благодаря чему могут фрагментироваться в результате механического воздействия.

Видео

Функции нуклеотидов

Местонахождение в клетках аминокислот, белка и нуклеотидов поддерживает их жизнедеятельность, а также сохранение, передачу и верную реализацию генетической наследственности. Стоит в отдельности рассмотреть функции ДНК, РНК и их разновидностей в жизни живых организмов.

Значение ДНК

В клетках ДНК вся информация в основном сосредоточена в ядре клетки. Бактериальная среда, как правило, в формуле занимает одну кольцевую молекулу, находится в неправильной формы образовании в цитоплазме, именуемым нуклеотидом. Гены, входящие в состав наследственной информации генома, являются единицей передачи генетической наследственности. Признак частицы — открытая рама считывания.

  1. Самая важная биологическая функция вида — генетическая, клетка является носителем генетической информации (благодаря этой особенности, каждый вид на планете обладает своими индивидуальными особенностями).
  2. Наследственную информацию ДНК способно передавать в ряду целых поколений не без дополнительного участия и РНК.
  3. Осуществляет процессы регуляции биосинтеза белка.

Хранение и передача информации (генетической предрасположенности) осуществляется за счет биосинтеза белка посредством и-РНК, т-РНК.

Свойства РНК

В природе различают три разновидности РНК, каждая из которых предназначена для выполнения особой роли в осуществлении синтеза белка.

  1. Транспортная предназначена для транспортировки активированных аминокислот по организму к рибосомам. Это необходимо для осуществления синтеза полипептидных молекул. Исследования показали, что одна транспортная молекула способна связаться лишь с одной из 20 аминокислот. Они служат в качестве транспортировщиков специфических аминокислот и углеводов. Длина транспортной цепи значительно короче матричной, в состав входит приблизительно 80 нуклеотидов, визуально имеет вид клеверного листа.
  2. Матричная занимается копированием наследственного кода из ядра в цитоплазму. За счет этого процесса осуществляется синтез разнообразных белков. Схема строения представляет собой одноцепочную молекулу, она является неотъемлемой составляющей цитоплазмы. В составе молекулы содержится до нескольких тысяч нуклеотидов, они занимаются транспортировкой наследственной информации через мембрану ядра к очагу синтеза на рибосоме. Копирование информации осуществляется посредством транскрипции.
  3. Рибосомная задействует около 73 белков для формирования рибосом. Они собой представляют клеточные органеллы, на которых осуществляется сбор полипептидных молекул. Основные задачи рибосомной молекулы — это формирование центра рибосомы (активного); неотъемлемый структурный элемент рибосом, обеспечивающий их правильное функционирование; первоначальное взаимодействие рибосомы с кодоном-инициатором для выявления рамки считывания; обеспечение взаимодействия рибосомных молекул с транспортными.

ДНК

Дезоксирибонуклеиновая кислота является макромолекулой. С ее помощью происходит процесс передачи и реализации генетической информации. Эти сведения необходимы для программы развития и функционирования живого организма. У животных, растений, грибов ДНК входит в состав хромосом, находящихся в ядре клетки, а также находится в митохондриях и пластидах. У бактерий и архей молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты цепляется за клеточную мембрану с внутренней стороны. В таких организмах присутствуют в основном кольцевые молекулы ДНК. Они получили название «плазмиды». По химическому строению дезоксирибонуклеиновая кислота представляет собой полимерную молекулу, состоящую из нуклеотидов. Эти компоненты, в свою очередь, имеют в своем составе азотистое основание, сахар и фосфатную группу. Именно за счет двух последних элементов образуется связь между нуклеотидами, создавая цепи. В основном макромолекула ДНК представлена в виде спирали из двух цепей.

Строение нуклеиновых кислот

Нуклеиновые кислоты относятся к сложным гетерополимерам, мономерами которых являются нуклеотиды. Их мономеры не только отличаются между собой, но и каждый мономер имеет сложное строение.

Первичная структура нуклеиновых кислот это цепь с нуклеотидов, которые связаны ковалентной 5’- 3’ — фосфодиефирной связью.

Номенклатура полимера зависит от порядка атомов углерода в моносахариде. Азотистые основания присоединены к первому атому углерода ковалентной гликозидной связью. В построении первичной структуры нуклеиновых кислот они участия не принимают. Фосфат с одной стороны соединяет пятый, а с другой – третий атом углерода в моносахариде.

При анализе первичной структуры нуклеиновых кислот напрашивается определенная аналогия с первичной структурой белка. Как и белки, полимерные цепочки нуклеиновых кислот имеют различные по строению окончания молекул.

Значительный вклад в расшифровку строения нуклеиновых кислот внес американский биохимик Э. Чаргафф. Анализируя в 50-х гг. XX века состав нуклеиновых кислот разной природы, Е. Чаргафф вывел, что соотношение суммы аденина с тимина к сумме гуанина с цитозином одинаковы в ДНК из разных клеток.

Данная закономерность известна под названием правила Чаргаффа. Она лежит в основе построения вторичной структуры нуклеиновых кислот. Вторичная структура создается благодаря специфическим водородным связям, которые возникают между азотистыми основаниями:

В связи с тем, что между тимином (урацилом) возник

В связи с тем, что между тимином (урацилом) возникают две водородные связи (молекула слева), а между цитозином и гуанином — три (молекула справа), соотношение между этими парами оснований всегда постоянное.

Пары азотистых оснований, между которыми возникают водородные связи, называют комплементарными (соответствующими), а закономерность их образования – принципом комплементарности (соответствия).

Таким образом, в случае, когда возникает вторичная структура нуклеиновых кислот, напротив тимина (урацила) всегда находится аденин, а напротив цитозина – гуанин.

Теги

Adblock
detector