Третичная структура днк

Формируется в результате дополнительного скручивания в пространстве двуспиральной молекулы. Имеет вид суперспирали или изогнутой двойной спирали.

4.3.3. Вторичная и третичная структура рнк

РНК представляет собой однонитевые молекулы, поэтому их вторичная и третичная структуры нерегулярны. Так как все типы РНК являются четким повторением участка одной из цепей ДНК, то копирование участков, содержащих палиндромы, приводит к образованию «шпилек» в молекулах РНК.

мРНК. Образуется в ядре из предшественника пре–м–РНК. При созревании от пре–м–РНК отсекаются «шпильки» и неинформативные участки и образуется активная, зрелая мРНК Кодовым элементом мРНК является триплет нуклеотидов — кодон. Каждый кодон соответствует определенной аминокислоте. Вторичная структура мРНК — это изогнутая нить, а третичная — подобна нити намотанной на «катушку». Роль катушки выполняет транспортный белок «информер».

тРНК. Вторичная структура имеет вид «клеверного листа» и формируется вследствие внутрицепочечного спаривания комплементарных нуклеотидов отдельных участков полинуклеотидной цепи тРНК (рис. 15). Те участки, которые не вовлекаются в образование водородных связей образуют петли или линейные звенья.

Р ис. 15. Вторичная структура тРнк

1 — антикодоновая петля, обычно включает 7 нуклеотидов, три из которых составляют специфический триплет — антикодон. Антикодон комплементарно спаривается с кодоном мРНК на рибосомах и т.о. определяет порядок чередования аминокислот в полинуклеотидной цепи.

2 — акцепторный конец — Ц-Ц-А-3’-ОН — одинаков во всех тРНК. 3’–ОН–группа аденилового нуклеотида присоединяет соответствующую аминокислоту и доставляет ее к месту синтеза белка — к рибосомам.

3 — псевдоуридиновая петля, или ТψС–петля. Состоит из семи нуклеотидов и обязательно содержит остаток псевдоуридиновой кислоты.

Предполагается, что она участвует в связывании тРНК с аминоацильным центром рибосомы.

4 — дигидроуридиновая петля, или Д–петля. Состоит из 8–12 нуклеотидов, среди которых имеется несколько остатков дигидроуридна (восстановленный уридин). Необходима для связывания с ферментом аминоацил–тРНК–синтетазой, который участвует в узнавании аминокислотой своей тРНК.

Третичная структура тРНК имеет форму «локтевого сгиба», так как лепестки петель «клеверного листа» заворачиваются на тело молекулы благодаря возникновению ван-дер-ваальсовых связей. Специфическим для структуры тРНК является наличие большого количества минорных оснований.

рРНК. Представлена тремя видами, отличающимися молекулярной массой (или константой седиментации или осаждения) и локализацией в рибосомах. Это 5S рРНК, 16-18S РРНК, 23-29S рРНК.

Вторичная структура рРНК представлена в виде спиральных участков, соединенных изогнутой цепью, а третичная структура является скелетом рибосомы. Она имеет форму палочки или клубка, снаружи на нее нанизываются белки.

4.3.4. Физико-химические свойства нуклеиновых кислот

Для нуклеиновых кислот характерны коллоидные и осмотические свойства, высокая вязкость, и плотность растворов, оптические свойства, способность к денатурации.

Денатурация, это свойство присущее тем макромолекулам, которые имеют пространственную структуру. Денатурация нуклеиновых кислот вызывается нагреванием, воздействием химических реагентов, которые разрывают водородные связи, стабилизирующие вторичную структуру. Например, нагревание ДНК приводит к разделению двойной спирали на одиночные цепи, которые скручиваются в клубок. При медленном охлаждении наблюдается ренатурация, воссоединение цепей, а при быстром — нет.

4.4. Обмен нуклеиновых кислот

4.4.1. Биосинтез нуклеотидов

Биосинтез пуриновых нуклеотидов

П ервоначальным соединениям синтеза является фосфорибозилпирофосфат (ФРПФ), образующийся из рибозо–5–фосфата и АТФ.

Синтез пуриновых нуклеотидов включает длинную цепь реакций (рис. 16).

Рис. 16. Схема синтеза пуриновых азотистых оснований

Источники для синтеза пуриновых азотистых оснований:

Б иосинтез пиримидиновых нуклеотидов

Первоначальными источниками синтеза является карбамоилфосфат (НСО₃^–+NH₃+АТФ) и аспарагиновая кислота (рис. 17).

Рис. 17. Схема синтеза пиримидиновых нуклеотидов в тканях.

Механизм синтеза пиримидиновых нуклеотидов в тканях:

Пищевые пентозы имеют небольшое значение. Рибозо–5’–фосфат в тканях синтезируется de novo из глюкозы в пентозофосфатном цикле.

Превращение УМФ в УДФ и УТФ:

УМФ + АТФ → УДФ + АДФ УДФ + АТФ → УТФ + АДФ

Киназа Киназа

Аналогично идет превращение и других монофосфорных нуклеотидов в ди- и трифосфорные эфиры.

Д ля синтеза ДНК необходимы dАТФ, dГТФ, dЦТФ, dТТФ:

Восстановление рибонуклеотидов до дезоксипроизводных происходит на уровне дифосфатов при использовании НАДФН₂