Нуклеїнові кислоти, їх будова, властивості, роль в життєдіяльності організмів.

Ви пам'ятаєте, що всі живі істоти здатні зберігати спадкову інформацію і передавати її нащадкам при розмноженні. Цю функцію виконують нуклеїнові кислоти. Певні види нуклеїнових кислот беруть участь у реалізації спадкової інформації.

Нуклеїнові кислоти – складні високомолекулярні біополімери, мономерами яких є нуклеотиди. Число нуклеотидів у складі однієї молекули нуклеїнової кислоти може становити від 200 до 200 млн. Уперше нуклеїнові кислоти виявили в ядрі клітин, звідки й походить назва цих сполук (від лат. нуклеус - ядро). Але згодом ці сполуки виявили і в інших частинах клітини.

Молекула нуклеотиду складається з трьох частин: залишків нітратної основи, п'ятивуглецевого моносахариду (пентози) та ортофосфатної кислоти.

Залежно від виду пентози, що входить до складу нуклеотиду, розрізняють два типи нуклеїнових кислот:

· дезоксирибонуклеїнову (ДНК);

· рибонуклеїнові (РНК).

До складу ДНК входить залишок дезоксирибози, а РНК - рибози.

У молекулах ДНК і РНК містяться залишки різних нітратних основ. У молекулі ДНК - залишки аденіну (скорочено позначається літерою А), гуаніну (Г), цитозину (Ц) та тиміну (Т), у молекулі РНК - аденіну (А), гуаніну (Г), цитозину (Ц) та урацилу (У).

Отже зверніть увагу: три типи нітратних основ для молекул ДНК і РНК спільні (нуклеотиди з аденіном, гуаніном і цитозином), натомість тимін міститься лише в молекулах ДНК, тоді як урацил - тільки в молекулах РНК.

Як і молекулам білків, молекулам нуклеїнових кислот притаманні різні рівні просторової організації (конформації).

Типи РНК. Молекули РНК клітин прокаріотів та еукаріотів складаються з одного ланцюга. Існують три основні типи РНК, які відрізняються за місцем розташування у клітині, розмірами та функціями.

Інформаційна, або матрична, РНК (іРНК, або мРНК) становить собою копію певної ділянки молекули ДНК. Така молекула переносить спадкову інформацію від ДНК до місця синтезу поліпептидного ланцюга, а також бере безпосередню участь у його збиранні.

Транспортна РНК (тРНК) має найменші розміри серед усіх молекул РНК (складається з 70-90 нуклеотидів). Вона приєднує амінокислоти і транспортує їх до місця синтезу білкових молекул. Там молекула тРНК «впізнає» відповідну ділянку іРНК. Ця ділянка - послідовність з трьох нуклеотидів, яка кодує одну з амінокислот. Таким чином визначається порядок розташування амінокислотних залишків у молекулі білка, що синтезується.

Кожну з амінокислот транспортує до місця синтезу білка певна тРНК. У транспорті комплексу «молекула тРНК-залишок амінокислоти» беруть участь мікротрубочки та мікронитки цитоплазми.

Транспортна РНК може мати вторинну структуру, що за формою нагадує листок конюшини. Така структура зумовлена тим, що в певних ділянках молекули тРНК (4-7 послідовних ланок) між комплементарними ну- клеотидами виникають водневі зв'язки. Біля верхівки «листка» містяться три нуклеотиди, або триплет, який за генетичним кодом відповідає певній амінокислоті. Цей триплет називають антикодоном. Біля основи молекули ДНК є ділянка, до якої завдяки ковалентному зв'язку приєднується відповідна амінокислота. Молекула тРНК може утворювати і складнішу конформацію (третинну), що нагадує латинську літеру Л» або слов'янську «Г».

Рибосомна РНК (рРНК) входить до складу особливих органел клітини - рибосом. Разом з білками вона виконує структурну функцію, забезпечуючи певне просторове розташування іРНК й тРНК під час біосинтезу білкової молекули. У клітинах еукаріотів рРНК синтезується в ядерці.

Будова ДНК.Молекули ДНК у клітинах еукаріотів містяться в ядрі, пластидах і мітохондріях, а прокаріотів - в особливих ділянках цитоплазми. Розшифрування структури ДНК має свою історію. 1950 року американський учений українського походження Ервін Чаргафф (1905-2002) та його колеги виявили певні закономірності кількісного вмісту нітратних основ у молекулі ДНК:

· по-перше, кількість нуклеотидів, що містять аденін у будь-якій молекулі ДНК, дорівнює числу нуклеотидів, які містять тимін (А = Т), а число нуклеотидів з гуаніном - числу нуклеотидів з цитозином (Г = Ц);

· по-друге, сума нуклеотидів з аденіном і гуаніном дорівнює сумі нуклеотидів з тиміном і цитозином (А + Г = Т + Ц). Як ви же знаєте, це відкриття сприяло встановленню в 50-х роках ХХ ст. просторової структури молекули ДНК.

Молекула ДНК складається з двох ланцюгів нуклеотидів, які сполучаються між собою за допомогою водневих зв'язків. Ці зв'язки виникають між двома нуклео- тидами, які ніби доповнюють один одного за розмірами. Встановлено, що залишок аденіну (А) нуклеотиду одного ланцюга молекули ДНК завжди сполучається із залишком тиміну (Т) нуклеотиду іншого ланцюга (між ними виникає два водневі зв'язки), а гуаніну (Г) - з цитозином (Ц) (між ними виникає три водневі зв'язки).

Чітка відповідність нуклеотидів у двох ланцюгах ДНК має назву комплементар- ність (від лат. комплементум - доповнення). При цьому два ланцюги нуклеотидів обвивають один одного, створюючи закручену вправо спіраль діаметром приблизно 2 нм [1 нм (нанометр) дорівнює 1 • 10-6 мм]. Так виникає вторинна структура молекули ДНК, тоді як первинна - це певна послідовність залишків нуклео- тидів, розташованих у вигляді подвійного ланцюга. При цьому окремі нуклеотиди сполучаються між собою в ланцюжок за рахунок особливого різновиду міцних ковалентних зв'язків, які виникають між залишком вуглевода одного нуклео- тиду та залишком ортофосфатної кислоти іншого.

Молекули ДНК у клітині становлять компактні структури. Наприклад, довжина ДНК найбільшої хромосоми людини дорівнює 8 см, але вона скручена таким чином, що вміщується в хромосомі завдовжки 5 мкм. Це відбувається завдяки тому, що дволанцюгова спіраль ДНК зазнає подальшого просторового ущільнення, формуючи третинну структуру - супер- спіраль. Така будова характерна для ДНК хромосом еукаріотів і зумовлена взаємодією між ДНК та ядерними білками. У ядерній зоні клітин прокаріотів молекула ДНК має кільцеву будову.

Отже, запам'ятайте: у клітинах прокаріотів та еукаріотів молекули ДНК завжди складаються з двох ланцюгів.

Властивості ДНК. Так само як і молекули білків, молекули ДНК здатні до денатурації та ренатурації, а також деструкції.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Функції білків	\|	РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.003 сек.