Нуклеиновые кислоты, строение и обмен Строение нуклеиновых кислот

Нуклеиновые кислоты – это биополимеры, состоящие из нуклеотидов, соединенных фосфодиэфирной связью.

Нуклеиновые кислоты являются многоосновными кислотами, которые при мягком гидролизе щелочами распадаются на мононуклеотиды. Мононуклеотиды при нагревании до 145 С с водным аммиаком теряют остаток фосфорной кислоты с образованием нуклеозидов. Нуклеозиды в условиях кислотного гидролиза распадаются на азотистые основания и сахара. Таким образом, при полном гидролизе нуклеиновых кислот образуются: 1) пуриновые и пиримидиновые азотистые основания; 2) моносахариды – рибоза или дезоксирибоза (пентозы); 3) фосфорная кислота.

Азотистые основания нуклеиновых кислот Пиримидиновые

пиримидин, родоначальник ряда	цитозин (Ц или С), 2-гидрокси-4-амино--пиримидин	урацил (У или U), 2,4-дигидрокси-пиримидин	тимин (Т), 2,4-дигидрокси- 5-метилпиримидин

Пуриновые

пурин, родоначальник ряда	аденин (А), 6-аминопурин	гуанин (Г или G), 2-амино-6-гидрокси-пурин

В относительно небольших количествах при гидролизе нуклеиновых кислот обнаруживаются 5-гидроксиметилцитозин, 1-ме­тиладенин, 2-метиладенин, 1-метилгуанин и 7-метилгуанин. Это минорные (иногда встречающиеся) азотистые основания.

Кето-енольная таутомерия азотистых оснований:

Моносахариды нуклеиновых кислот

Моносахариды – пентозы – в нуклеиновых кислотах присутствуют всегда в -D-фуранозной форме:

-D-рибоза (-D-рибофураноза)	-D-дезоксирибоза (-D-дезоксирибофураноза)

Недавно выяснено, что в состав ДНК может входить и глюкоза (выделена из некоторых фагов и раковых клеток).

Лабораторная работа № 10 «гидролиз нуклеопротеидов дрожжей»

Для изучения химического состава нуклеопротеидов проводят кислотный гидролиз дрожжей, поскольку они очень богаты нуклеопротеидами. Специфическими реакциями для каждого вещества открывают продукты гидролиза – полипептиды, пуриновые основания, пентозу и фосфорную кислоту.

Реактивы, оборудование и исследуемый материал: H₂SO₄ – 10 %-й раствор, NaOH – 10 %-й раствор, CuSO₄ – 1 %-й раствор, аммиак конц, AgNO₃ – 2 %-й раствор, молибденовый реактив, H₂SO₄ конц, тимол – 1 %-й спиртовой раствор, -нафтол – 0,2 %-й спиртовой раствор, лакмус, дифениламиновый реактив – 1 %-й раствор, круглодонная колба с воздушным холодильником, воронка с фильтром, мерный цилиндр на 50 мл, дрожжи пекарские.

Х о д р а б о т ы. Помещают 2,5 г пекарских дрожжей и 20 мл 10 %-го раствора H₂SO₄ в круглодонную колбу с воздушным холодильником для гидролиза. Гидролиз дрожжей проводят при нагревании в течение 1 часа с момента закипания жидкости. После охлаждения гидролизат фильтруют и с фильтратом проделывают качественные реакции на составные части нуклеопротеидов.

1. Биуретовая реакция на полипептиды: к 5 каплям гидролизата приливают 10 капель 10 %-го раствора NaOH до отчетливой щелочной реакции (по лакмусу), затем 2 капли CuSO₄. Появляется розовая или розово-фиолетовая окраска.

2. Серебряная проба на пуриновые основания: к 10 каплям продукта гидролиза дрожжей добавляют по каплям крепкий раствор аммиака (приблизительно 10 капель) до щелочной реакции (по лакмусу), затем добавляют 10 капель 2 %-го аммиачного раствора AgNO₃. Пробирку помещают в водяную баню на 5 мин. Образуется светло-коричневый осадок солей пуриновых оснований.

3. Качественная реакция на пентозу (Молиша): к 10 каплям гидролизата дрожжей добавляют 3 капли 1 %-го раствора тимола, перемешивают и по стенке пробирки осторожно приливают 20–30 капель H₂SO₄ (конц). При встряхивании на дне пробирки образуется продукт конденсации фурфурола с тимолом красного цвета.

Cхема реакции:

альдопентоза фурфурол

тимол

4. Качественная реакция на углевод: к 5 каплям гидролизата дрожжей приливают 3 капли 0,2 %-го спиртового раствора -нафтола и 20 капель H₂SO₄ (конц). Появляется розово-фиолетовое окрашивание.

5. Реакция на рибозу и дезоксирибозу: дифениламин с дезоксирибозой дает синее окрашивание, а с рибозой – зеленое. К 5 каплям гидролизата дрожжей добавляют 20 капель 1 %-го раствора дифениламина и кипятят на водяной бане 15 мин. Образуется сине-зеленое окрашивание.

6. Молибденовая проба на фосфорную кислоту: к 10 каплям гидролизата прибавляют 20 капель молибденового реактива и кипятят. При этом жидкость окрашивается в лимонно-желтый цвет (не осадок). Пробирку сразу охлаждают холодной водой. На дне появляется кристаллический лимонно-желтый осадок фосфорномолибденовокислого аммония.

H₃PO₄ + 12 (NH₄)₂MoO₄ + 21 HNO₃

(NH₄)₃PO₄·12 MoO₃ + 21 NH₄NO₃ + 12 H₂O