Реферат на тему:

Нуклеїнові кислоти

Нуклеїнові кислоти (лат. nucleus — ядро). Ці речовини вперше було
виявлено і виділено з ядер клітин. Є два види нуклеїнових кислот:
дезоксирибонуклеїнова (ДНК) і рибонуклеїнова (РНК). Основна кількість
ДНК зосереджена в хромосомах клітини і лише невелика її кількість
міститься в мітохондріях і пластидах. РНК міститься в ядерцях, а також у
цитоплазмі.

Молекула ДНК — це дуже довгий полінуклеотидний ланцюг, довжина його може
досягати десяти міліметрів. Так, вважають, що сумарна довжина молекул
ДНК 46 хромосом однієї клітини людини становить 170—180 см. Відповідно
дуже велика і молекулярна маса ДНК (сотні мільйонів умовних одиниць).

Кожна молекула ДНК складається з двох сполучених між собою ланцюгів
нуклеотидів. До складу кожного нуклеотиду входять азотиста основа,
дезоксирибоза і фосфорна кислота. Всього в ДНК є чотири види азотистих
основ: аденін (А), гуанін (Г), тимін (Т) і цитозин (Ц) (мал. 1).

Мал. 1. Схема будови молекули ДНК (/) та її спіральної структури (II):

1 — залишок фосфорної кислоти; 2 — дезоксирибоза, 3 — азотисті основи

Нуклеотиди різняться лише азотистими основами. Назва нуклеотидів також
пов’язана з назвою нуклеозидів (сполук азотистих основ з пентозою) цих
основ. Наприклад, нуклеотид, який містить аденін, утворюється
приєднанням залишку фосфорної кислоти до аденозинового нуклеозиду
(аденін + рибоза або дезоксирибоза), називається аденіловим. Відповідно
утворюються нуклеотиди гуанозинового, уридинового, цитидинового і
тимідинового нуклеозидів.

Два ланцюги, які складаються з десятків і сотень нуклеотидів,
скручуються між собою й утворюють подвійну спіраль. Діаметр цієї спіралі
становить 2 • 10~9 м (2 нм), а відстань між сусідніми нуклеотидами — 3,4
• 10~10 м (0,34 нм; 1 нм = 10~9 м). Розмір витка спіралі (крок спіралі)
становить 3,4 • 10~9 м (3,4 нм), у ньому розміщується 10 пар
нуклеотидів.

Азотисті основи одного ланцюга сполучені з основами другого ланцюга за
допомогою водневих зв’язків у такому порядку: аденін одного ланцюга
сполучений з тиміном другого ланцюга; гуанін сполучений так само з
цитозином. Сполучення інших типів у нормі ніколи не виникають. Це
пояснюється тим, що між такими парами нуклеотидів, як аденів С — тимін і
гуанін — цитозин, існує особливий тип зв’язку, який дістав назву
комплементарного (принцип комплементарності; лат. complementum —
доповнення). При цьому між А і Т утворюється два водневих зв’язки, а між
Г і Ц — три. Знаючи послідовність сполучення нуклеотидів одного ланцюга
молекули ДНК, можна встановити порядок розміщення нуклеотидів другого.
Наприклад, якщо в одному ланцюзі послідовність нуклеотидів буде
А—А—А—Ц—Т—Т—Г—Г—Г, то на відповідній ділянці другого ланцюга
послідовність обов’язково буде Т—Т—Т—Г—А—А—Ц—Ц—Ц.

Подвійна спіраль молекули ДНК здатна розкручуватися, при цьому водневі
зв’язки розриваються й окремі ланцюги ДНК відходять один від одного.
Іноді таке роз’єднання ланцюгів відбувається не по всій довжині
молекули, а лише на певній ділянці. Ланцюги ДНК можуть знову
спіралізуватися, відновлюючи свою попередню структуру.

Редуплікація (лат. duplicatio — подвоєння), реплікація (англ. replica —
відбиток) ДНК — процес самовідтворення макромолекул нуклеїнових кислот,
який забезпечує точне копіювання генетичної інформації і передавання її
з покоління в покоління. Самоподвоєння молекули ДНК відбувається в
період інтерфази перед поділом клітин. При цьому молекула ДНК
розкручується і з одного кінця спіраль розділяється на окремі ланцюги.
Біля кожного з них із вільних нуклеотидів, які є в ядрі клітини,
розпочинається синтез другого ланцюга ДНК. Цей синтез відбувається за
принципом комплементарності. В результаті замість однієї молекули ДНК
утворюються дві молекули такого самого нуклеотидного складу, як і
початкова. Один ланцюг у кожній новоутвореній молекулі ДНК походить від
початкової молекули (материнський ланцюг), а другий синтезується заново
(дочірній). Як процес розділення молекули ДНК на два ланцюги, так і
процес синтезу нових ланцюгів здійснюється за рахунок дії низки
ферментів (ДНК-полімерази, ДНК-лігази).

Молекула РНК має простішу будову. Вона складається з одного
полінуклеотидного ланцюга, який теж містить багато нуклеотидів чотирьох
видів — гуаніловий, цитидиловий, аденіловий та уридиловий (у молекулі
РНК замість основи тиміну міститься азотиста основа урацил, яка за
структурою близька до тиміну). До нуклеотидів РНК входить не
дезоксирибоза, а рибоза. Молекули РНК значно коротші, ніж молекули ДНК,
і мають набагато меншу молекулярну масу, яка рідко перевищує 100 тис. у.
о. Існує кілька видів РНК, що різняться за структурою і функціями. Так,
рибосомальні РНК (р-РНК) містяться в рибосомах, транспортні РНК (тРНК),
найбільші за розміром, беруть участь у транспортуванні амінокислот до
місця синтезу білків, інформаційні, або матричні РНК (і-РНК, або м-РНК),
синтезуються на ділянці одного з ланцюгів ДНК і передають інформацію про
структуру білка з ядра клітини до рибосом.

Нуклеїнові кислоти складають у клітині 1–2% (5–8% від сухого залишку).
Нуклеїнові кислоти — це біополімери, мономерами яких є нуклеотиди.
Нуклеотид складається з: 1) азотистої основи (пуринової або
піримідинової); 2) вуглевода пентози (рибози або дезоксирибози);
3) фосфатної групи (рис. 2).

Азотиста основа разом із дезоксирибозою чи рибозою складає нуклеозид, а
після приєднання до нуклеозида фосфатної групи формується нуклеотид
(рис. 3).

У дезоксирибонуклеїновій кислоті (ДНК) є такі пуринові основи, як аденін
і гуанін та піримідинові основи — тимін і цитозин. У рибонуклеїновій
кислоті (РНК) замість тиміну є урацил. ДНК — це подвійний ланцюг, в
якому азотисті основи поєднуються за принципом комплементарності
(взаємодоповнюваності), тобто аденін з’єднується з тиміном, а гуанін з
цитозином.

РНК відрізняється тим, що складається з однотяжевого ланцюга, тоді як
ДНК — з подвійного. Другою різницею є відмінність у піримідинових
основах (замість тиміну — урацил). Третя відмінність — у пентозах: в ДНК
є дезоксирибоза, тоді як у РНК — рибоза.

Функції нуклеїнових кислот — збереження, відтворення в точних копіях і
передача генетичної інформації в ряді клітинних поколінь. ДНК
розташована переважно в ядрі і містить код (інформацію) на синтез білка
— порядок розміщення амінокислот у поліпептидному ланцюгу, а також
регулює процеси транскрипції — “переписування” інформації з ДНК на
інформаційну РНК. Розрізняють три види РНК: інформаційну (іРНК), або
матричну (мРНК), яка служить матрицею для синтезу білка, транспортну
(тРНК), що використовується для перенесення амінокислот до рибосом і
рибосомальну (рРНК). Остання належить до складу рибосом, на яких
безпосередньо відбувається збирання поліпептидного ланцюга.

Рис. 2. Будова молекул речовин, з яких складаються нуклеїнові кислоти

Рис. 3. Будова нуклеозида, нуклеотида і половини “щаблів”, з яких
складаються молекули ДНК

Рис. 4. Структура ДНК: 1 — з’єднання нуклеотидів за принципом
комплементарного спарування азотистих основ (А — аденіновий, Г —
гуаніновий, Т — тиміновий, Ц — цитозиновий нуклеотиди), 2 — “подвійна
спіраль”, 3 — просторова структура ДНК

Список використаної літератури

Кнорре Д.Г., Мызина С.Д. Биологическая химия. – М., 2003.

Марри Р, Греннер Д, Мейес П, Родуэлл В. 1993. Биохимия человека. – М.,
1993.

Флорентьев ВЛ. Биохимия. – М., 2004.

PAGE

PAGE 7

Похожие записи