Будова і властивості нуклеїнових кислот.

ЛЕКЦІЯ 4.

ТЕМА: Нуклеїнові кислоти, їх будова і властивості.

План

Хімічний склад нуклеїнових кислот.

Будова і властивості нуклеїнових кислот.

Дезоксирибонуклеїнові кислоти.

Рибонуклеїнові кислоти.

ХІМІЧНИЙ СКЛАД НУКЛЕЇНОВИХ КИСЛОТ.

В 1869 р. Г.Ф. Мішер виділив з ядер лейкоцитів речовину, яка була названа нуклеїном (від лат. нуклеус, що означає ядро), оскільки вважали, що ця речовина міститься лише в ядрі. В 1899 р. в нуклеїні була відкрита фосфорна кислота і його стали називати нуклеїновою кислотою. Пізніше було встановлено, що нуклеїнова кислота міститься не тільки в ядрах лейкоцитів, а й в ядрах різних клітин, її було знайдено і в цитоплазмі клітин. Так, було доведено, що нуклеїнові кислоти містяться в усіх клітинних організмах і відіграють важливу біологічну роль, зокрема вони є основними носіями передачі спадковості та беруть безпосередню участь в синтезі білків.

Нуклеїнові кислоти є високомолекулярними сполуками, які побудовані з великої кількості структурних одиниць, які називаються нуклеотидами.

Нуклеотиди - це трьохкомпонентні сполуки, які складаються з пуринових або піримідинових основ, пентод і фосфорної кислоти. З пуринових основ до складу нуклеотидів входить в основному аденін і гуанін.

 

NH₂ O

 

C C

N C N HN C N

 

HC C CH H₂N- C C CH

 

N NH N NH

Аденін Гуанін

 

З піримідинових основ у складі нуклеотидів виявлені переважно цитозин, урацил і тимін.

 

NH₂ O

 

C C

N CH HN CH

 

O=C CH O=C CH

 

NH NH

Цитозин Урацил

O

 

C

HN C – CH₃

 

O=C CH

 

NH

Тимін

Із вуглеводних компонентів – пентоз – до складу нуклеотидів входять рибоза або дезоксирибоза.

 

HOH₂ C O OH HOH₂C O OH

 

H H H H

OH OH OH H

Рибоза Дезоксирибоза

 

Як уже зазначалося, компонентом нуклеотидів є також фосфорна кислота: ОН

 

НО - Р = О (Н₃РО ₄)

 

ОН

 

Азотисті основи, сполучаючись з пентозою, утворюють дещо простіші за нуклеотиди сполуки – нуклеозиди. У нуклеозидах пуринові або піримідинові основи зв’язуються з рибозою або дезоксирибозою N-глікозидним зв’язком.

Назва нуклеозидів походить від назви азотистої основи. Так, наприклад, сполуки аденіну з рибозою називаються аденозином, а якщо замість рибози була б дезоксирибоза – то дезоксиаденозином. Нуклеозид, приєднуючи до себе фосфорну кислоту утворює нуклеотид.

Отже, нуклеотид містить у своєму складі азотисту основу, пентоду і залишок фосфорної кислоти.

Назва нуклеотидів походить від назви основ, що входять до їх складу, або від назви нуклеозиду. Так, наприклад, якщо нуклеотид містить азотисту основу аденін, то він називається аденозин моно фосфорною кислотою. Аналогічний принцип і для нуклеотидів, які замість рибози містять дезоксирибозу.

Нуклеотиди, до складу яких входить рибоза називаються рибонуклеотидами, а якщо входить дезоксирибоза, то дезоксирибонуклеотидами.

Аденозинмонофосфорна кислота, може приєднувати до залишку фосфорної кислоти ще один або два таких залишки, утворюючи при цьому аденозиндифосфорну кислоту (АДФ) або аденозинтрифосфорну кислоту (АТФ), яка бере участь в енергетичному організмі і є однією з основних макроергічних сполук.

 

БУДОВА І ВЛАСТИВОСТІ НУКЛЕЇНОВИХ КИСЛОТ.

 

Окремі нуклеотиди, сполучаючись між собою, утворюють ди, три, тетра, пента, гекса і полінуклеотиди, тобто нуклеїнові кислоти. До складу нуклеїнових кислот входять сотні і тисячі окремих нуклеотидів, які з’єднані між собою за допомогою фосфоефірного зв’язку.

Нуклеїнові кислоти залежно від хімічного складу структури і біологічної ролі поділяють на дві групи: рибонуклеїнові кислоти (РНК) і дезоксирибонуклеїнові кислоти (ДНК). Рибонуклеїнові кислоти містять вуглеводний компонент рибозу і азотисті основи (аденін, гуанін, урацил і цитозин), а також залишок фосфорної кислоти. До складу дезоксирибонуклеотидів входять нуклеотиди, у яких водневий компонент дезоксирибоза та азотисті основи – аденін, гуанін, цитозин і замість урацилу – тимін. Отже, РНК і ДНК відрізняється між собою за хімічним складом тим, що перша містить рибозу і урацил, а друга – дезоксирибозу і тимін.