3. Видовая специфичность
нуклеиновых кислот. Правила Чаргаффа.
4. Биологическая роль
нуклеотидов.
5. Структура нуклеиновых
кислот.\\\\
1-й вопрос.
Впервые нуклеиновые кислоты
выделены Ф.Мишером (шведский ученый) из
ядер лейкоцитов в 1869 г. в виде нуклеина
– комплекса с белками. В 1899 г. Р.Альтман
получил нуклеиновые кислоты в свободном
состоянии из животных тканей и дрожжей
(животная ДНК и дрожжевая).
В 1936г. А.Н.Белозерский получил
нуклеиновые кислоты из растительного
материала (и ДНК, и РНК). К нуклеиновым
кислотам относят высокомолекулярные
соединения, характеризующиеся определенным
элементарным составом. Для нуклеиновых
кислот характерно содержание фосфора
– 8-10%, азота – 15-16%, а также содержат углерод,
водород, кислород.
Нуклеиновые кислоты играют
первостепенную роль в передаче генетической
информации, им принадлежит важная роль
в обеспечении специфического синтеза
биополимеров – белков – в организме
человека, животных, растений, микроорганизмов.
Нуклеиновые кислоты
– высокомолекулярные органические соединения,
структурным звеном которых являются
нуклеотиды. Каждый нуклеотид состоит
из 3-х компонентов: азотистое основание
(пуриновое или пиримидиновое), углевод
(пентоза рибоза или дезоксирибоза) и фосфорная
кислота.
Различают ДНК (дезоксирибонуклеиновая
кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота).
Они отличаются углеводом (в РНК – рибоза,
в ДНК – дезоксирибоза) и одним из оснований,
входящих в их состав (в ДНК – тимин, в
РНК – урацил). Нуклеиновые кислоты в клетке
находятся в виде нуклеопротеинов, связь
нуклеиновой кислоты с белком – ионная.
Нуклеиновые кислоты при нагревании
с хлорной кислотой распадаются на структурные
единицы. А соляная кислота разрушает
структурные элементы с выделением аммиака.
Схема гидролиза нуклеиновой кислоты.
Нуклеиновая кислота
Нуклеотиды
Азотистое основание
Пентоза
Фосфорная кислота
в ДНК в РНК
в ДНК в РНК
А,Г,Ц,
А,Г,Ц,
дезокси- рибоза
Т
У
рибоза
Количество ДНК в клетке измеряется
пикограммами (1 пг = 10-12г). Выделить
нативную ДНК из клеток эукариот необыкновенно
трудно. Проще извлечь ДНК вирусов и фагов,
для этого достаточно осторожно снять
белковую оболочку. В зависимости от места
локализации различают ДНК: ядерная (90%
ДНК клетки), митохондриальная, хлоропластная,
центриольная, эписомальная.
2-й вопрос.
Характеристика
азотистых оснований, входящих в состав
нуклеиновых кислот.
Различают пуриновые и пиримидиновые
основания.
Пуриновые
Пиримидиновые
Аденин (А)
Гуанин (Г)
Цитозин (Ц)
Урацил (У)
Тимин (Т)
Иногда встречаются в нуклеиновых
кислотах (например, в т-РНК) минорные основания:
6-метил-А, 2-метил-Г, 1-метил-Г, 7-метил-Г,
5-метил-Ц, 5-оксиметил-Ц.
Все оксипроизводные могут
быть в двух таутомерных формах: а) енольной;
б) кетонной:
ен-форма У
кето-форма У
Основания в нуклеотидах,
а следовательно в нуклеиновых кислотах
находятся в кето-форме!
Пентозы: в РНК – рибоза,
в ДНК – дезоксирибоза
Рибоза (в РНК)
Дезоксирибоза (в ДНК)
Третий компонент нуклеотидов
– Н3РО4.
При соединении основания с
пентозой образуется нуклеозид, который
присоединяя Ф(н) превращается в нуклеотид.
Азот.осн. + углевод
нуклеозид
(+ Ф)
нуклеотид
+Ф(н)
А + рибоза
аденозин
АМФ
- Н2О
(нуклеозид)
-Н2О
(нуклеотид)
Суммарное уравнение выглядит
так:
O
||
O
+
+
HO
—
P
—
OH
||
|
—
P
—
OH
OH
|
OH
нуклеотид АМФ
Название нуклеозидов дают
в зависимости от входящего в состав основания:
Азотистые основания
Нуклеозиды
А (аденин)
аденозин
Г (гуанин)
гуанозин
Ц (цитозин)
цитидин
У (урацил)
уридин
Т (тимин)
тимидин
Типы нуклеотидов:
1) Нуклеотиды отличаются
азотистым основанием.
2) Ф(н) может присоединиться
в положение С 3’ или С 5’ рибозы
или дезоксирибозы (по этому различают
несколько типов нуклеотидов): аденозин-5’-фосфат
или аденозин-3’-фосфат