Нуклеиновые кислоты - Основная характеристика биомолекул

ДНК выделил из ядер клеток Ф. Мишер в 1868г. Прямое доказательство, что ДНК - носитель генетической информации получено в 1943г. (открытие Освальда и Эвери).

Нуклеиновые кислоты - высокомолекулярные гетерополимеры. Мономерами являются нуклеотиды, состоящие из азотистых оснований, остатка пентозы (рибозы или дезоксирибозы) и фосфорной кислоты. В зависимости от типа пентозы нуклеиновые кислоты делятся на ДНК (дезоксирибонуклеиновые) и РНК (рибонуклеиновые).

Основное место локализации ДНК - структуры клеточного ядра - хромосомы. ДНК локализуется в ядре, митохондриях, хлоропластах. У бактерий есть кольцевые ДНК - плазмиды.

Ядерная ДНК несет генетическую информацию, необходимую для кодирования структуры всех белков и всех РНК каждого вида организма, регулирует биосинтез, определяет деятельность организма в течение его жизни и обеспечивает его индивидуальность.

    - РНК бывает трех классов: матричная, рибосомная и транспортная. - Матричная РНК служит матрицей при переводе информации в аминокислотную последовательность белков. Транспортная РНК переносит к рибосомам аминокислоты. Рибосомные РНК - это компоненты рибосом. - Нуклеотид = нуклеозид + фосфорная кислота = азотистое основание+ пентоза+фосфорная кислота. - В РНК пентоза - рибоза. В ДНК - дезоксирибоза. - В молекуле ДНК специфическим образом повторяются 4 азотистых основания А, Г, Ц, Т. Это символы для кодирования генетической информации. ДНК - это матрица для синтеза новой ДНК и РНК.

- Нуклеотиды соединяются друг с другом в полимерную цепочку с помощью фосфодиэфирных связей. Азотистые основания не принимают участия в соединении нуклеотидов одной цепи.

Существует два класса азотистых оснований.

Пурины: аденин (А) и гуанин (Г) - содержат два гетероцикла.

Пиримидины: тимин (Т), цитозин (Ц) и урацил (У) - содержат один гетероцикл.

Чаргафф обнаружил, что 4 азотистых основания встречаются в разных соотношениях. Число адениновых остатков = числу тимина, гуанин = цитозину.

А + Г = T + Ц

ДНК разных клеток одного организма имеют одинаковый нуклеотидный состав. Нуклеотидный состав у разных видов различен.

ДНК имеет первичную, вторичную и третичную структуру.

Первичная структура ДНК - последовательность дезоксирибонуклеотидов в полинуклеотидной цепи. Секвенирование - метод определения нуклеотидной последовательности. Сейчас это можно сделать с помощью прибора для автоматического анализа.

Вторичная структура ДНК - двухцепочечная правозакрученная спираль. Две цепи ДНК антипараллельны. Внутри цепи точно пригнаны пары оснований А-Т и Г-Ц. Между ними возникают водородные связи. Они комплиментарны друг другу. Между аденином и тимином возникает 2 водородные связи, между цитозином и гуанином - три. Диаметр двойной цепи 2 нм. На каждый оборот приходится 10 нуклеотидных остатков. Дуплекс стабилен за счет водородных связей и гидрофобных взаимодействий.

Третичная структура ДНК - плотная упаковка двухспиральных молекул ДНК в пространстве в сложную трехмерную структуру.

    - Длинные молекулы ДНК подвергаются суперспирализации для упаковки в малом объеме клетки. Длина клетки 5 мкм, длина ДНК от 1 мм до 1 м. - ДНК образует комплексы с белками (гистонами) - нуклеосомные нити. В результате нуклеосомной организации хроматина двойная спираль ДНК диаметром 2 нм приобретает диаметр 10-11 нм и укорачивается в 7 раз. Затем происходит образование из нуклеосомной нити хроматиновой фибриллы диаметром 20-30 нм. Хроматиновые фибриллы укладываются в петли. Размеры ДНК уменьшаются в 200 раз. - Генетический материал расположен в хромосомах. Хромосомы структурируются во время деления клетки - митоза. - При нагревании выше 80?С, изменении рН и ионной силы, действии мочевины ДНК разрушается (расплетается), денатурирует. При денатурации происходит разрушение вторичной и третичной структуры. Разрушение первичной структуры - гидролиз, при этом происходит разрыв ковалентных связей между нуклеотидами.

Похожие статьи




Нуклеиновые кислоты - Основная характеристика биомолекул

Предыдущая | Следующая