31.4. Нуклеиновые кислоты (нк).

Нуклеиновые кислоты имеют фундаментальное значение для сохранения и воспроизведения генетической информации, в которой закодирована структура всех белков, из которых построен живой организм. При мягком (кислотном или щелочном) гидролизе НК происходит их распад на составные части:

Н₃РО₄

Н К нуклеотиды нуклеозиды моносахариды

Нуклеиновые основания

НК представляют собой полимерные материалы следующего общего строения:

(МВФ)_m ,

где М – остаток моносахарида, В – нуклеиновое основание, Ф-остаток фосфорной кислоты, МВФ - нуклеотид, МВ – нуклеозид. НК два типа – ДНК, т.е. дезоксирибонуклеиновые кислоты, и РНК, т.е. рибонуклеиновые кислоты.

ДНК – хранитель информации в генах, причем М - здесь остаток 2-дезокси--D-рибофуранозы. РНК – переносчик информации и ответственна за синтез белка, в этом случае М – остаток -D-рибофуранозы. Строение моносахаридов:

Дезоксирибоза рибоза

ДНК более устойчива, РНК – менее устойчива, живет в организме намного меньше ДНК благодаря спиртовому гидроксилу в положении 2 рибозы, способствующему гидролизу.

И ДНК, и РНК имеют первичную (порядок связывания нуклеотидов в цепочке) и вторичную (пространственную) структуру: у ДНК двойная (двухцепочечная) спираль, у РНК одноцепочечное сложное пространственное строение.

Ниже на стр.25 (рис.31.1) приведен фрагмент первичной структуры цепочки ДНК. В построении цепочки используется всего 4 нуклеиновых оснований: аденин (А), гуанин (Г, G), тимин (Т) и цитозин (Ц, С). Соседние циклы монозы связаны между собой через фосфатные остатки в положениях 3и 5.

Вторичная структура ДНК – двойная спираль, образованная из двух молекул ДНК, которые удерживаются одна относительно другой за счет водородных связей между нуклеиновыми основаниями. При этом образуется всего две комплементарные пары таких взаимодействий: Г- Ц и А-Т , которые показаны на рис. 31.2. Благодаря этому всегда выполняется правило Чаргаффа,

когда суммарное количество молей гуанина и аденина равно суммарному количеству молей цитозина и тимина.

В настоящее время известно, что ДНК может иметь 5 конформаций: А, В, С, Z и Т. Отличаются они размерами спирали и числом нуклеотидов на 1 виток. Лучше всего изучены А и В конформации, переходы между которыми имеют определенное биологическое содержание. Считается, что ДНК в конформации А играет роль матрицы при синтезе РНК на молекуле ДНК (процесс транскрипции), а в В форме – роль матрицы при синтезе новой ДНК на молекуле ДНК (процесс репликации).

Р ис. 30.1. Фрагмент первичной структуры цепочки ДНК, где А –аденин,

G – гуанин, Т – тимин, С – цитозин.

Г Ц А Т

Рис. 31.2. Дополняющие друг друга комплементарные пары.

26