2. Химический состав нуклеиновых кислот.
В состав НК входят остатки азотистого основания, пентозы и фосфорной кислоты. Среди азотистых оснований выделяют пиримидиновые и пуриновые основания, которые называют также пиримидины и пурины. Пиримидиновые основания являются производными пиримидина:
пуриновые основания – производными пурина:
К пиримидинам относятся:
цитозин тимин урацил
к пуринам:
Аденин гуанин
В состав ДНК входят азотистые основания: тимин, цитозин, аденин и гуанин, в состав РНК – урацил, цитозин, аденин и гуанин. В составе НК содержатся остатки пентоз: в ДНК остатки дезоксирибозы:
РНК – рибозы:
Азотистое основание, связываясь с пентозой, образует нуклеозид. Ниже представлены нуклеозиды, образованные рибозой и азотистыми основаниями, входящие в состав РНК:
Цитидин уридин аденозин гуанозин
и нуклеозиды, образованные дезоксирибозой и различными азотистыми основаниями, входящие в состав ДНК:
Дезокситимидин Дезоксицитидин
Дезоксиаденозин Дезоксигуанозин
Нуклеозид, связываясь с остатком фосфорной кислоты, образует нуклеотид:
Аденозинмонофосфат
Аналогично АМФ и дАМФ образуются названия и других нуклеотидов: гуанозинмонофосфат, дезоксигуанозинмонофосфат, цитидинмонофосфат, дезоксицитидинмонофосфат, уридинмонофосфат, дезокситимидинмонофосфат .К нуклеозидмонофосфатам и дезоксинуклеозидмонофосфатам могут присоединиться еще 1 или 2 остатка фосфорной кислоты, в результате образуются нуклеозиддифосфаты (НДФ) и дезоксинуклеозиддифосфаты (дНДФ), нуклеозидтрифосфаты (НТФ) и дезоксинуклеозидтрифосфаты (дНТФ).
3. Первичная структура нк
Под первичной структурой нуклеиновых кислот понимают порядок чередования нуклеотидов в полинуклеотидной цепи. Нуклеотиды в молекулах ДНК и РНК связаны друг с другом посредством фосфодиэфирных мостиков между 3’- и 5’- углеродными атомами остатков пентоз.
Рис. 1.1. Первичная структура нуклеиновых кислот
В цепях ДНК и РНК выделяют 5’- и -3’-концы (рис.1.1). Нумерация нуклеотидов осуществляют в направлении от 5’- конца к 3’-концу. Последовательность нуклеотидов в одиночной цепи ДНК и РНК записывается в этом же направлении.
4.Открытие двойной спирали днк
Морис Уилкинс и Розалин Франклин, ученые из Кембриджского университета, провели рентгеноструктурный анализ молекул ДНК и показали, что они представляют собой двойную спираль, напоминающую винтовую лестницу. Полученные ими данные привели американского биохимика Джеймса Уотсона к мысли исследовать химическую структуру нуклеиновых кислот. Уотсону и Крику было известно, что существует два типа нуклеиновых кислот – дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК), каждая из которых состоит из моносахарида группы пентоз, фосфата и четырех азотистых оснований: аденина, тимина (в РНК – урацила), гуанина и цитозина. В течение последующих восьми месяцев Уотсон и Крик обобщили полученные результаты с уже имевшимися и в феврале 1953 г. сделали сообщение о структуре ДНК. Согласно модели Крика – Уотсона, ДНК представляет собой двойную спираль, состоящую из двух цепей дезоксирибозофосфата, соединенных парами оснований аналогично ступенькам лестницы. Посредством водородных связей аденин соединяется с тимином, а гуанин – с цитозином. С помощью этой модели можно было проследить репликацию самой молекулы ДНК. По Уотсону и Крику, две части молекулы ДНК отделяются друг от друга в местах водородных связей, что очень похоже на расстегивание застежки-молнии. ДНК выполняет чрезвычайно важную роль, необходимую как для поддержания, так и для воспроизведения жизни. Во-первых, это хранение наследственной информации, которая заключена в последовательности нуклеотидов одной из ее цепей. Уотсон, Крик и Уилкинс получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1962 г.