Нуклеиновые кислоты
Нуклеиновые кислоты – природные высокомолекулярные органические соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации в живых клетках.
(Описал в 1869г. Швейцарский биохимик Фридрих Мишер)
Структура ДНК была смоделирована в 1953 г. В США учеными Д.Уотсоном и Ф.Криком
Нуклеиновые кислоты
Дезоксирибонуклеиновая кислота Рибонуклеиновая кислота
ДНК |
РНК |
В ядре, митохондриях, пластидах; |
В цитоплазме, ядре, митохондриях, хлоропластах, рибосомах |
Линейный полимер, имеющий вид двойной спирали, образованной парой антипараллельных комплементарных цепей. |
Линейный полимер, состоящий из одной цепи нуклеотидов. |
Мономеры – нуклеотиды: пуриновые: А,Г и пиримидиновые Ц,Т |
Мономеры - рибонуклеотиды: : пуриновые: А,Г и пиримидиновые Ц,У |
Состав нуклеотида: Азотистое углевод остаток снование - дезоксирибоза - фосфорной А,Т,Г,Ц кислоты |
Состав нуклеотида: Азотистое углевод остаток снование - рибоза - фосфорной А,У,Г,Ц кислоты |
Свойства: способна к репликации |
Свойства: не способна к репликации. |
Функции: - хранение наследственной информации; - передача наследственной информации следующему поколению - передача генетической информации от ядра в цитоплазму |
Функции: участие в синтезе белка Виды РНК: - матричные или информационная РНК– переносят информацию о белке из ядра в цитоплазму; принимает участие в синтезе белка. - транспортная РНК – транспортируют аминокислоты в рибосомы; - рибосомные РНК образуют рибосомы |
Соединены нуклеотиды в одной цепи ДНК через углевод одного нуклеотида и остаток фосфорной кислоты соседнего нуклеотида ковалентной связью. Нуклеотиды двух цепочек ДНК соединены комплементарно через азотистые основания водородными связями: Г = Ц, А = Т. Большое число водородных связей обеспечивает прочность соединения нитей ДНК и сохраняет ее подвижность (А) комплементарен (Т), а (Г) комплементарен (Ц), то есть подходят друг к другу как ключ к замку. В результате такого свойства, если известна последовательность оснований в одной цепи ДНК, можно построить по принципу комплементарности противоположную цепь ДНК. |
Матричная, или информационная, РНК синтезируется в ядре при участии фермента РНК-полимеразы, комплементарна участку ДНК, на котором происходит синтез, составляет 5% РНК клетки. Рибосомная РНК синтезируется в ядрышке и входит в состав рибосом, составляет 85% РНК клетки. Транспортная РНК (более 40 видов) переносит аминокислоты к месту синтеза белка, имеет форму клеверного листа, образует 4 петли: акцепторную – где присоединяются аминокислоты; антикодоновую – в процессе трансляции узнает кодон в и-РНК, и еще 2 боковые петли. К реакциям матричного синтеза относят репликацию ДНК; синтез РНК на ДНК (транскрипцию), синтез белка на мРНК (трансляцию), а также синтез РНК или ДНК на РНК вирусов. При транскрипции фермент РНК-полимераза присоединяется к группе нуклеотидов ДНК — промотору. Промотор указывает место, с которого должен начаться синтез мРНК. Она строится из свободных нуклеотидов комплементарно молекуле ДНК. Фермент работает до тех пор, пока не встретит еще одну группу нуклеотидов ДНК — стоп-сигнал, возвещающий о конце синтеза мРНК. Молекула мРНК выходит в цитоплазму на рибосомы, где происходит синтез полипептидных цепей. (Трансляция). Определенная аминокислота доставляется к рибосомам определенным видом тРНК.
|
Нуклеотид – это химическое соединение, состоящее из остатков трех веществ: азотистого основания, пятиатомного сахара – дезоксирибозы и фосфорной кислоты.
Репликация ДНК – это процесс самоудвоения молекулы ДНК, осуществляемый под контролем ферментов. (Биологический смысл: точная передача наследственной информации от материнской молекулы к дочерним при делении соматических клеток)
Репарация ДНК – механизм, обеспечивающий способность к исправлению нарушенной последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК.
Комплементарность – способность нуклеотидов к избирательному соединению друг с другом.
Трансляция - процесс перевода информации, содержащейся в последовательности нуклеотидов мРНК,
в последовательность аминокислот в полипептиде называется трансляцией.
Нуклеотидный состав ДНК в 1905г. впервые количественно проанализировал американский биохимик Эдвин Чаргафф. Э. Чаргафф обнаружил, что число пуриновых оснований в ДНК всегда равно числу пиримидиновых. Количество аденина равно количеству тимина, а количество гуанина - количеству цитозина. Такая закономерность получила название правила Чаргаффа.
-
Нуклеотиды расположены друг от друга на расстоянии 0,34 нм,
и масса одного нуклеотида равна 345.
Эти величины постоянные.
АТФ (аденозинтрифосфорная кислота)
Молекула АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты) представляет собой нуклеотид, который имеет следующее строение: азотистое основание (аденин) + пентоза (рибоза) + три остатка фосфорной кислоты. Фосфатные группы в молекуле АТФ соединены между собой макроэргическими связями (высокоэнергетическими). Связи между фосфатными группами не очень прочны, и при их разрыве выделяется большое количество энергии. В результате гидролитического отщепления от АТФ фосфатной группы образуется АДФ (аденозиндифосфорная кислота) и высвобождается энергия.
Молекула с тремя остатками фосфорной кислоты - АТФ -наиболее энергоемка. Отщепление концевого фосфата АТФ сопровождается выделением 40 кДж энергии. В связи с тем, что в молекулах АТФ имеются богатые энергией связи, клетка может накапливать большое количество энергии и расходовать ее по мере необходимости. АТФ содержится в каждой клетке в митохондриях, ядре, хлоропластах, в растворимой фракции цитоплазмы. С помощью АТФ в клетке осуществляется синтез веществ, биение жгутиков и ресничек в клетках простейших, и т. д. АТФ -универсальный биологический аккумулятор энергии.