Общая характеристика строения нуклеиновых кислот
Компоненты нуклеиновых кислот. При полном гидролизе нуклеиновых кислот образуются пуриновые и пиримидиновые азотистые основания, моносахарид пентоза (рибоза или дезоксирибоза) и фосфорная кислота. Все нуклеиновые кислоты делятся на два типа в зависимости от того, какой моносахарид входит в их состав. Нуклеиновая кислота называется рибонуклеиновой (РНК), если в ее состав входит рибоза, или дезоксирибонуклеиновой (ДНК), если в ее состав входит дезоксирибоза. Пентозы в нуклеиновых кислотах присутствуют всегда в β-D-фуранозной форме:
β-D-Рибофураноза β-2-Дезокси-D-рибофураноза (рибоза) (дезоксирибоза) Пуриновые и пиримидиновые азотистые основания, входящие в состав нуклеиновых кислот, являются производными ароматических гетероциклических соединений — пурина и пиримидина. Молекула пурина состоит из двух конденсированных колец: пиримидина и имидазола. Среди пуриновых азотистых оснований главную роль играют аденин (А) и гуанин (Г), а среди пиримидиновых оснований— цитозин (Ц), урацил (У), тимин (Т; 5-метилурацил):
В состав ДНК входят аденин, гуанин, цитозин, тимин; в РНК вместо тимина присутствует урацил. Ниже приведены одинаковыеи отличающиеся компоненты ДНК и РНК. Одинаковые компоненты Отличающиеся компоненты Аденин ДНК РНК Гуанин Дезоксирибоза Рибоза Цитозин Тимин Урацил
Трехмерная структура различных пуриновых и пиримидиновых оснований была исследована методом рентгеноструктурного анализа. Молекулы пиримидинов имеют плоское строение, а молекулы пуринов — почти плоское. Все они, кроме аденина, существуют в таутомерных формах. Так, урацил может находиться в форме или лактима, или лактама:
В процессе обмена веществ растений и животных пуриновые основания образуют ряд продуктов: мочевую кислоту, кофеин, теобромин. В последние годы некоторые синтетические пиримидины широко используют в качестве биологически активных соединений. Нуклеозиды и нуклеотиды. В нуклеиновых кислотах пуриновые авотистые основания через 9-й атом, а пиримидиновые — через 1-й образуют N-гликозидную связь с пентозой рибозой или 2'-дезоксирибозой. Такие соединения, в которых азотистые основания связаны с рибозой или дезоксирибозой, называются нуклеозидами, а их фосфорные эфиры — нуклеотидами. Если аденин присоединяется к рибозе, то получается нуклеозид аденозин. Если к аденозину присоединяется остаток фосфорной кислоты в 5'-положении, то образуется 5'-адениловая кислота, или аденозин-5'-монофосфат, если в З'-положении — то.З'-адениловая кислота, или аденозин-З'-монофосфат. Номенклатура нуклеозидов и нуклеотидов приведена в табл. 6. Фосфат может этерифицировать сахар также в 2'- или З'-положении.
Все нуклеотиды — сильные кислоты, так как остаток фосфорной кислоты легко диссоциирует. К нуклеозидмонофосфату могут присоединиться посредством фосфоангидридной связи еще один или два остатка фосфорной кислоты. При этом образуются нуклеозидди- и нуклеозидтрифосфаты. Если в состав нуклеозида входит дезоксирибоза, то перед названием соответствующего нуклеотида ставится приставка дезокси, например, д-АТФ-дезоксиаденозин-5'-трифосфат. Строение полинуклеотидной цепи. Нуклеотиды — это повторяющиеся мономерные единицы олигонуклеотидов и полинуклеотидов. Олигонуклеотиды построены из нескольких мономеров, полинуклеотиды — из многих. Нуклеиновые кислоты представляют собой полинуклеотиды, построенные из мономеров — нуклеотидов, число которых колеблется от 7 десятков до сотен миллионов. Молекулы нуклеиновых кислот всех типов живых организмов — линейные полимеры, не имеющие разветвлений, что доказано с помощью ряда методов (химических, ферментативных, электронной микроскопии). Наличие так называемых палиндромных шпилек, образующих своеобразные боковые отростки от линейной цепи ДНК, не следует считать нарушением ее линейности, Таблица 6. Номенклатура нуклеозидов и нуклеотидов
В связи с этим полинуклеотидная цепь имеет определенное направление. На одном ее конце остается свободной 5'-ОН-группа (начало цепи), на другом — 3'-ОН-группа (конец цепи). Концевые гидроксильные группы могут быть этерифицированы фосфатом. Полное написание полинуклеотидных цепей сложно и громоздко, поэтому применяют схематическое изображение. Полинуклеотидная цепь несет множество фосфатных групп, которые легко диссоциируют, вследствие чего она приобретает отрицательный заряд. В связи с этим нуклеиновые кислоты в клетке во многих случаях связываются с основными белками, образуя нуклеопротеины. РНК входят в состав рибонуклео протеинов (РНП), ДНК — дезоксирибонуклеопротеинов (ДНП).
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|