По своему строению нуклеиновые кислоты являются полинуклеотидами, состоящими из очень большого количества мононуклеотидов (нуклеотидов). Любой нуклеотид обязательно включает в себя азотистое основание (циклическое соединение, содержащее атомы азота и обладающее щелочными свойствами), углевод и фосфорную кислоту.
Азотистые основания бывают двух типов: пуриновые и пиримидиновые.
К пуриновым основаниям относятся аденин и гуанин, имеющие следующее строение:
Пиримидиновыми основаниями являются урацил, тимин и цитозин:
Углеводом, входящим в состав нуклеотидов, может быть рибоза или дезоксирибоза, находящиеся в циклической форме:
Азотистые основания присоединяются к первому углеродному атому (Cj) углевода. Азотистое основание, связанное с углеводом, называется нуклеозидом.
Нуклеозиды, содержащие аденин и гуанин, называются соответственно аденозин и гуанозин, а нуклеозиды с пиримидиновыми основаниями получили названия: уридин, тимидин и цитидин.
Если в состав нуклеозида входит дезоксирибоза, то в название нуклеозида входит еще приставка «дезокси-». Например, нуклеозид, состоящий из аденина и рибозы, называется «аденозин», а нуклеозид, содержащий аденин и дезоксирибозу, носит название «дезоксиаденозин», или в сокращенном виде «д-аденозин».
Фосфорная кислота присоединяется эфирной связью к пятому атому углерода рибозы или дезоксирибозы. Поэтому нуклеотиды можно рассматривать как нуклеозидфосфаты.
Нуклеотиды, входящие в состав нуклеиновых кислот, имеют один остаток фосфорной кислоты, а свободные нуклеотиды могут содержать от одного до трех фосфатных остатков.
Название нуклеотидов состоит из трех частей: название нуклеозида, входящего в данный нуклеотид; числительное, показывающее количество остатков фосфорной кислоты, и слово «фосфат»:
Например, нуклеотид, состоящий из аденина, рибозы и фосфорной кислоты, называется аденозинмонофосфат, или сокращенно АМФ, и имеет следующее строение:
Нуклеотиды, входящие в нуклеиновые кислоты, соединяются друг с другом в длинные полинуклеотидные цепи эфирными связями, идущими от углевода одного нуклеотида к фосфорной кислоте соседнего:
В результате такого связывания образуется длинная цепь, состоящая из чередующихся остатков углевода и фосфорной кислоты. Азотистые основания непосредственно в эту цепь не входят; они как боковые веточки присоединяются к углеводам. Отличаются полинуклеотиды друг от друга длиной (т. е. количеством нуклеотидов) и последовательностью расположения азотистых оснований.
Оказалось, что в одну молекулу нуклеиновых кислот может входить углевод только одного вида - рибоза или дезоксирибоза. На этом основании все нуклеиновые кислоты делятся на два типа: рибонуклеиновые - РНК (содержат рибозу) и дезоксирибонуклеиновые - ДНК (содержат дезоксирибозу). Особенности строения и биологические функции РНК и ДНК отражены в табл. 1.
Таблица 1
Особенности строений и свойства РНК н ДНК
№ п/п |
Особенности строении, свойства, биологнческаи роль |
РНК |
ДНК |
1. |
Химический состав: а) углевод б) азотистые основания |
а) Рибоза б) Аденин, гуанин, урацил, цитозин (нет тимина) |
а) Дезоксирибоза б) Аденин, гуанин, тимин, цитозин (нет урацила) |
2. |
Количество нуклеотидов |
Десятки, сотни и тысячи |
Десятки и сотни тысяч |
3. |
Молекулярная масса |
От 25 тыс. Да до 1 млн Да |
Десятки млн Да |
4. |
Количество полинуклео-тидных цепей в молекуле |
Одна |
Две |
5. |
Пространственная конфигурация |
Спираль, конфигурация «клеверного листа», клубок |
Двойная спираль линейной или кольчатой формы |
6. |
Локализация в клетке |
Цитоплазма. Рибосомы. Ядро (мало) |
Ядро. Митохондрии (мало) |
7. |
Биологическая роль |
Передача и реализация генетической информации, участие в синтезе белков |
Хранение генетической информации |
8. |
Главные представители |
Информационная РНК (иРНК), рибосомная РНК (рРНК), транспортная РНК (тРНК) |
Хроматин (комплекс ДНК и белков, входящий в хромосомы) |
Интересное на сайте:
О-ацетилирование ганглиозидов – один из возможных
механизмов изменения их структуры
В структуре нейраминовой кислоты очень важна боковая по-лиеидроксильиая группировка, уникальная среди олигосахарид-ных компонентов поверхности:
Эта полигидроксильная группировка может быть дополнительно ацетилирована и, возможно, метил ...
Мембранный потенциал в аксоне кальмара
Гипотеза о том, что в основе мембранного потенциала лежит различие между внеклеточной и внутриклеточной концентрациями калия, была впервые высказана Бернштейном в 1902 г. Ему не удалось проверить свое предположение экспериментально, поско ...
Исследование рефлекторных реакций человека
Для выполнения заданий, предлагаемых в этой практической работе, Вам (экспериментатору) потребуется помощник, назовем его «испытуемый». При оформлении задания требуется описать ход работы и наблюдаемую ответную реакцию, указав возраст и п ...