 |
Задания для домашней работы
|
|
|
|
НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ, СТРОЕНИЕ И ОБМЕН
Строение нуклеиновых кислот
Нуклеиновые кислоты – это биополимеры, состоящие из нуклеотидов, соединенных фосфодиэфирной связью.
Нуклеиновые кислоты являются многоосновными кислотами, которые при мягком гидролизе щелочами распадаются на мононуклеотиды. Мононуклеотиды при нагревании до 145 °С с водным аммиаком теряют остаток фосфорной кислоты с образованием нуклеозидов. Нуклеозиды в условиях кислотного гидролиза распадаются на азотистые основания и сахара. Таким образом, при полном гидролизе нуклеиновых кислот образуются: 1) пуриновые и пиримидиновые азотистые основания; 2) моносахариды – рибоза или дезоксирибоза (пентозы); 3) фосфорная кислота.
Азотистые основания нуклеиновых кислот
Пиримидиновые
| 
| 
| 
|
| пиримидин, родоначальник ряда | цитозин (Ц или С), 2-гидрокси-4-амино--пиримидин | урацил (У или U), 2,4-дигидрокси-пиримидин | тимин (Т), 2,4-дигидрокси- 5-метилпиримидин |
Пуриновые
| 
| 
|
| пурин, родоначальник ряда | аденин (А), 6-аминопурин | гуанин (Г или G), 2-амино-6-гидрокси-пурин |
В относительно небольших количествах при гидролизе нуклеиновых кислот обнаруживаются 5-гидроксиметилцитозин, 1-метиладенин, 2-метиладенин, 1-метилгуанин и 7-метилгуанин. Это минорные (иногда встречающиеся) азотистые основания.
Кето-енольная таутомерия азотистых оснований:
Моносахариды нуклеиновых кислот
Моносахариды – пентозы – в нуклеиновых кислотах присутствуют всегда в b-D-фуранозной форме:
| 
|
| b-D-рибоза (b-D-рибофураноза) | b-D-дезоксирибоза (b-D-дезоксирибофураноза) |
Недавно выяснено, что в состав ДНК может входить и глюкоза (выделена из некоторых фагов и раковых клеток).
|
|
|
Лабораторная работа № 10
«ГИДРОЛИЗ НУКЛЕОПРОТЕИДОВ ДРОЖЖЕЙ»
Для изучения химического состава нуклеопротеидов проводят кислотный гидролиз дрожжей, поскольку они очень богаты нуклеопротеидами. Специфическими реакциями для каждого вещества открывают продукты гидролиза – полипептиды, пуриновые основания, пентозу и фосфорную кислоту.
Реактивы, оборудование и исследуемый материал: H2SO4 – 10 %-й раствор, NaOH – 10 %-й раствор, CuSO4 – 1 %-й раствор, аммиак конц, AgNO3 – 2 %-й раствор, молибденовый реактив, H2SO4 конц, тимол – 1 %-й спиртовой раствор, a-нафтол – 0,2 %-й спиртовой раствор, лакмус, дифениламиновый реактив – 1 %-й раствор, круглодонная колба с воздушным холодильником, воронка с фильтром, мерный цилиндр на 50 мл, дрожжи пекарские.
Х о д р а б о т ы. Помещают 2,5 г пекарских дрожжей и 20 мл 10 %-го раствора H2SO4 в круглодонную колбу с воздушным холодильником для гидролиза. Гидролиз дрожжей проводят при нагревании в течение 1 часа с момента закипания жидкости. После охлаждения гидролизат фильтруют и с фильтратом проделывают качественные реакции на составные части нуклеопротеидов.
1. Биуретовая реакция на полипептиды: к 5 каплям гидролизата приливают 10 капель 10 %-го раствора NaOH до отчетливой щелочной реакции (по лакмусу), затем 2 капли CuSO4. Появляется розовая или розово-фиолетовая окраска.
2. Серебряная проба на пуриновые основания: к 10 каплям продукта гидролиза дрожжей добавляют по каплям крепкий раствор аммиака (приблизительно 10 капель) до щелочной реакции (по лакмусу), затем добавляют 10 капель 2 %-го аммиачного раствора AgNO3. Пробирку помещают в водяную баню на 5 мин. Образуется светло-коричневый осадок солей пуриновых оснований.
3. Качественная реакция на пентозу (Молиша): к 10 каплям гидролизата дрожжей добавляют 3 капли 1 %-го раствора тимола, перемешивают и по стенке пробирки осторожно приливают 20–30 капель H2SO4 (конц). При встряхивании на дне пробирки образуется продукт конденсации фурфурола с тимолом красного цвета.
|
|
|
Cхема реакции:
альдопентоза фурфурол
тимол
4. Качественная реакция на углевод: к 5 каплям гидролизата дрожжей приливают 3 капли 0,2 %-го спиртового раствора a-нафтола и 20 капель H2SO4 (конц). Появляется розово-фиолетовое окрашивание.
5. Реакция на рибозу и дезоксирибозу: дифениламин с дезоксирибозой дает синее окрашивание, а с рибозой – зеленое. К 5 каплям гидролизата дрожжей добавляют 20 капель 1 %-го раствора дифениламина и кипятят на водяной бане 15 мин. Образуется сине-зеленое окрашивание.
6. Молибденовая проба на фосфорную кислоту: к 10 каплям гидролизата прибавляют 20 капель молибденового реактива и кипятят. При этом жидкость окрашивается в лимонно-желтый цвет (не осадок). Пробирку сразу охлаждают холодной водой. На дне появляется кристаллический лимонно-желтый осадок фосфорномолибденовокислого аммония.
H3PO4 + 12 (NH4)2MoO4 + 21 HNO3 
(NH4)3PO4 · 12 MoO3 + 21 NH4NO3 + 12 H2O
Задания для домашней работы
1. Изобразите структуру нуклеозида и нуклеотида, в состав которых входят нижеперечисленные компоненты. Напишите названия этих соединений.
1) цитозин (2-гидрокси-4-аминопиримидин) и рибоза;
2) цитозин (2-гидрокси-4-аминопиримидин) и дезоксирибоза;
3) урацил (2,4-дигидроксипиримидин) и рибоза;
4) тимин (5-метил-2,4-дигидроксипиримидин) и дезоксирибоза;
5) аденин (6-аминопурин) и рибоза;
6) аденин (6-аминопурин) и дезоксирибоза;
7) гуанин (2-амино-6-гидроксипурин) и рибоза;
8) гуанин (2-амино-6-гидроксипурин) и дезоксирибоза.
2. Изобразите строение тринуклеотида и отметьте цветным карандашом (одним цветом – азотистые основания, другим – углеводную часть):
1) рАМФ-рГМФ-рЦМФ;
2) дГМФ-ТМФ-дАМФ;
3) УМФ-рЦМФ-рАМФ;
4) дЦМФ-дГМФ-ТМФ;
5) рАМФ-рЦМФ-УМФ;
6) дАМФ-ТМФ-дЦМФ.
3. Напишите аминокислотную последовательность, кодируемую приведенным ниже фрагментом синтетического гена интерферона, а также антикодоны тРНК первой и последней по ходу цепи аминокислот:
1) 3’-ЦЦА АГА ГЦА ГЦА ТГА ГАЦ ТАЦ ГАЦ ГАЦ ЦГА-5’;
2) 3’-ГАЦ ТТТ ЦТГ ГЦА ЦТА ЦТГ ААГ ЦЦА ААГ ГГЦ ГГЦ-5’;
3) 3’-ГТТ ТАГ ААГ ТТГ ГАЦ ААГ АГА ТГА ТТТ-5’;
4) 3’-ЦТГ АГА АГА ЦГА ЦГА АЦЦ ЦТГ ЦТТ ТГГ ГАЦ-5’;
5) 3’-ТАЦ АЦА ЦТА ГАЦ ГГЦ ГТЦ ТГА-5’;
|
|
|
6) 3’-ГТЦ ТАЦ ГЦА ГЦА ТАГ АГА ГАА ААГ-5’.
4. Кортикотропин (гормон передней доли гипофиза) содержит 39 аминокислот. Фрагмент этой молекулы:
сер-тир-сер-мет-глу-гис-фен-арг-три-гли-
Каково строение структурного гена этого фрагмента (напишите обе цепи ДНК)? К какому типу относится эта ДНК (АТ или ГЦ)?
5. Окситоцин (гормон задней доли гипофиза) состоит из 9 аминокислот:
цис-тир-иле-глн-асн-цис-про-лей-гли
Напишите структуру мРНК, обеих цепей ДНК гена окситоцина, а также антикодоны тРНК первой и пятой аминокислот этого олигопептида.
6. Структура лей-энкефалина: тир-гли-гли-фен-лей.
Напишите последовательность нуклеотидов в мРНК и в обеих цепях ДНК структурного гена лей-энкефалина.
7. Фрагмент молекулы b-эндорфина (природного опиоидного пептида):
1) - тир-гли-гли-фен-мет-тре-сер-глу-;
2) -лиз-сер-глн-тре-про-лей-вал-;
3) -тре-лей-фен-лиз-асн-ала-иле-иле-
Напишите структуру мРНК, обеих цепей ДНК гена b-эндорфина, а также антикодоны тРНК первой и последней по ходу фрагмента аминокислот.
Таблица 12
|
|
|
