БиоМирОк

Нуклеиновые кислоты – это высокомолекулярные, линейные гетерополимеры с молекулярной массой от 250 до 1,2х10⁵ kDa. Мономерные звенья нуклеиновых кислот – нуклеотиды. Это сложные органические молекулы, состоящие из азотистых оснований, остатка пентозы (рибозы или дезоксирибозы) и фосфорной кислоты. В зависимости от типа пентозы нуклеиновые кислоты подразделяют на дезоксирибонуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК).

Структура нуклеиновых кислот.

Молекулы нуклеиновых кислот всех типов живых организмов – это длинные неразветвленные полимеры мононуклеотидов. Роль мостика между нуклеотидами выполняет 3’5’-фосфодиэфирная связь, соединяющая 5’-фосфат одного нуклеотида и 3’-гидроксил остаток рибозы (или дезоксирибозы) следующего. В связи с этим полинуклеотидная цепь оказывается полярной. На одном ее конце остается свободной 5’-О-Ф_н-группа, на другом 3’-ОН-группа.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) – это сложное органическое соединение, являющееся материальным носителем наследственной информации. Структура ДНК была смоделирована в 1953 г. В США учеными Д. Уотсоном и Ф. Криком. ДНК представляет собой двойной неразветвленный линейный полимер, закрученный спирально, за исключением одноцепочечной молекулы ДНК вирусов и кольцевой ДНК бактерий, пластид и митохондрий. Мономерами ДНК являются нуклеотиды. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, остатка фосфорной кислоты и углевода дезоксирибозы. В одной молекуле ДНК насчитывается 10-25 тыс. нуклеотидов четырех типов, различающихся по азотистому основанию: в адениловый (А) нуклеотид входит аденин, в гуаниловый (Г) – гуанин, в тимидиловый (Т) – тимин, в цитидиловый (Ц) - цитозин. Нуклеотиды двух цепочек ДНК соединены комплементарно (дополняют друг друга) через азотистые основания водородными связями: А-Т, Г-Ц, а внутри одной цепочке – через остатки фосфорной кислоты. ДНК существует в трёх формах: ядерная (в хромосомах), митохондриальная и пластидная. Количество ДНК в ядре строго постоянно: например, у человека в соматических клетках 6,6х10^{-12
г, в половых – 3,3х10-12 г.
Молекулы ДНК во много раз больше макромолекул белка. Длина одной молекулы
составляет десятки и сотни микрон; молекулярная масса – десятки и сотни
углеродных единиц (например, у ДНК некоторых вирусов – 150 млн у.е.). Уникальное
свойство молекулы ДНК – репликация, то есть способность к самоудвоению.
Структура ДНК каждой особи постоянна, стабильна. Изменение молекулы ДНК (генная
мутация) приводит к появлению новых признаков и свойств организма, так как
вызывает синтез новых белков.}

Функции ДНК:

1) Хранение наследственной информации, которая заключена в последовательности нуклеотидов одной из её цепей.

2) Передача наследственной информации из поколения в поколение.

3) Участвует в биосинтезе белка – в качестве матрици в процессе передачи генетической информации из ядра в цитоплазму к месту синтеза белка.

Рибонуклеиновая кислота (РНК) – это сложное органическое соединение, относящееся к группе нуклеиновых кислот. Известна в четырёх формах: информационная (иРНК), рибосомальная (рРНК), транспортная (тРНК) и генетическая (у некоторых вирусов). Количество РНк в клетке непостоянно, так как она синтезируется по мере необходимости на молекуле ДНК. В клетке РНК находятся в ядре, цитоплзме, митохондриях и пластидах. Все формы РНК принимают участие в биосинтезе белка, поэтому играют роль посредников между генами (ДНК) и белковыми молекулами, синтезируемые в соответствии с генетической программой. По строению РНК представляет собой одинарную полинуклеотидную цепочку, которая может образовывать спираль (иРНК) или спаренные спирализованные участки (тРНК). РНК – полимер, мономерами которого являются нуклеотиды. Состав РНК входят нуклеотиды четырёх типов, различающиеся по азотистому основанию: аденин входит в состав аденилового нуклеотида (А), гуанин – гуанилового (Г), урацил – уридилового (У), цитозин – цитидилового (Ц). Кроме того в каждом нуклеотиде имеются углевод рибоза и остаток фосфорной кислоты. Нуклеотиды в цепочке соединены ковалентными связями между рибосомой одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого. При синтезе РНК на ДНК нуклеотиды присоединяются по принципу комплементарности: гуаниловый к цитидиловому (Г-Ц), уридиловый к адениловому (У-А), то есть уридиловый нуклеотид замещает тимидиловый, аналогичный ему по строению и размерам. Каждый вид РНК выполняет свою функцию, поэтому их молекулы различаются по строению, размеру, молекулярной массе. Но в любом случае молекула РНК меньше ДНК.

Транспортные РНК (их 20 видов) образуются в ядре на ДНК, затем переходят в цитоплазму. Они имеют самые короткие молекулы из 80-100 нуклеотидов с кодовым триплетом на одном конце (антикодон) и «посадочной площадкой» на другом. Их функция – транспортировка аминокислот к рибосомам, где идет сборка белковой молекулы.

Информационная РНК синтезируется также в ядре на молекуле ДНК по принципу комплементарности (транскрипция), после чего она переходит в цитоплазму. Здесь иРНК образует комплекс с рибосомами, и осуществляется сборка молекул белка (трансляция). В период активного синтеза образуется до 1000молекул иРНК с одного гена. Молекулярная масса иРНК состовляет от 100 тыс. до 1 млн углеродных единиц, длина также различна.

Рибосомальная РНК состовляет до 80% всей РНК клетки. Она также синтезируется на ДНК (вторичная перетяжка ядрышковой хромосомы) и, войдя состав субъединиц рибосом, выходит в цитоплазму. Её молекулы самые крупные и состоят из 3-5 тыс. нуклеотидов. Все виды РНК, за исключением генетической РНК вирусов, неспособны к самоудвоению и самосборке.

Литература:

1) Васильева В.И., Волков И.М., Ярыгин В.Н., Синельщикова В.В. Биология. 2 кн. Кн. 1. М: Высшая школа, 2004год – 431с.
      2) Лобашев М.Е. Генетика. Изд. Ленинградского университета, 1969год – 750с.
      3) Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Сивоглазов В.И. Биология. Общие закономерности. М.: «школа – пресс», 1996год – 624с.
      4) Мюнтцинг А. Генетика. Изд. Мир, Москва, 1967 – 610с.
      5) Солодова Е.А., Богданова Т.Л. Биология. Справочник. – М.: АСТ – ПРЕСС ШКОЛА, 2002 – 816с.

Счетчик