ТЕма 1.6. НУклеінові кислоти:будова, біологічна роль. Біосинтез білка

Нуклеїнові кислоти – це клас полімерів, відповідальних за збереження і передачу генетичної інформації, а також її реалізацію в процесах синтезу клітинних білків. Вони універсальні компоненти всіх живих організмів. Нуклеїнові кислоти являють собою речовини білого кольору, у вільному стані погано розчинні у воді.

Ці сполуки мають високу молекулярну масу (мільйони Да), містять близько 15 % Нітрогену і 10 % Фосфору, відрізняються різко вираженими кислотними властивостями (за рахунок фосфорної кислоти) і при фізіологічному значенні рН несуть високий негативний заряд, унаслідок чого рухливі в електричному полі.

Хімічний склад і будова. Молекула нуклеїнової кислоти являє собою полінуклеотид, що складається з великого числа мононуклеотидів. Мононуклеотиди можуть по-різному розташовуватися в молекулі полінуклеотида, що обумовлює різноманіття нуклеїнових кислот у природі.

Кожен мононуклеотид складається з азотистої основи (пуринової або піримідинової), вуглеводу – пентози (рібози або дезоксирібози) і фосфорної кислоти. Мононуклеотиди позначають за назвою азотистої основи, що входить до їхнього складу: цитидинмонофосфат (ЦМФ) або цитидинмонофосфорна кислота; урідинмонофосфат (УМФ) або урідинмонофосфорна кислота; аденозінмонофосфат (АМФ) або аденозінмонофосфорна кислота; гуанозінмонофосфат (ГМФ) або гуанозінмонофосфорна кислота.

За складом вхідних у нуклеїнові кислоти вуглеводів розрізня-ють дезоксирибонуклеїнову (ДНК) і рибонуклеїнову (РНК) кислоти.

Основні характеристики нуклеїнових кислот представлені в таблиці 7.

Таблиця 7

Основні характеристики нуклеїнових кислот

Вид нуклеї-нових кислот	Основ-не місце локалі-зації	Функція	Моле-кулярна маса, Да	Складові компоненти		Форма
				Вугле-вод	Азотиста основа
ДНК	Ядро	Носій спадкової інформації	Міль-йони	Дезок-сирибо-за	Аденін (А) Гуанін (Г) Цитозин (Ц) Тимін (Т)	Подвійна спіраль
І-РНК (інформа-ційна)	Ядро і цито-плазма	Передача інформації з ДНК	Варіює	Рибоза	А, Г, Ц, У	Лінійна
Р-РНК (рибосо-мальна)	Цито-плазма	Місце передачи інформації з І-РНК	Високо-полімери (105–106)	Рибоза	А, Г, Ц, У	Містить сферичні частки
Т-РНК (транс- портна)	Цито-плазма	Транспорт АК до міс-ця синтезу білку	2500	Рибоза	А, Г, Ц, У	Спірале- видна

Дезоксирибонуклеїнова кислота. ДНК локалізується в основному в ядрах кліток (у хромосомах) і лише незначна кількість її виявлена в мітохондріях і хлоропластах. Молекулярна маса складає (0,5–20) × 10⁶ Да й вище. Основна функція ДНК полягає в тому, що вона є носієм-хоронителем генетичної інформації. У ній закодовані всі спадкоємні властивості організму, у першу чергу всі структури білків і, отже, особливості обміну речовин. Це обумовлено визначеною послідовністю розташування азотистих основ у структурі ДНК.

Рибонуклеїнова кислота. Будова РНК за характером зв'язків між окремими нуклеотидами ланцюга така ж, як і в молекулі ДНК. Залишок пентози одного нуклеотиду в РНК з'єднується складноефірним зв'язком із залишком фосфорної кислоти іншого мононуклеотиду.

Більшість типів РНК, на відміну від ДНК, являє собою однотяжну спіраль. Нитка РНК закручується сама по собі в спіраль, утворює водневі зв'язки між азотистими основами аденін-урацил-гуанін-цитозин. РНК зосереджена в основному в цитоплазмі, але нерідко зустрічається і у ядрі. Особливо багаті на РНК ядерце і рибосомальна фракція мікросом.

РНК виконує дещо інші функції, ніж ДНК. Вона «зчитує» інформацію з ДНК про порядок чергування азотистих основ і несе її в цитоплазму. РНК відповідальна за специфічність синтезованих молекул.

У клітинах існує три головних різновиди РНК: матрична – інформаційна (М-РНК), рибосомальна (Р-РНК) і транспортна (Т-РНК).

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 9