Нуклеин қышқылдарының құрылымы
Нуклеин қышқылдарының құрамына кіретін нуклеотидтер өзара жалғасып ұзын тізбек түзеді. Кейбір тізбектердің ұзындығы 0,5 см-ге дейін жететін жағдайлар кездеседі. Әрбір табиғи ДНҚ-ның құрамына 4-5 түрлі нулеотидтер кіреді. Полимерлік тізбекті дезоксирибоза мен фосфор қышқылы түзеді. Пуринді және пиримидинді негіздер тізбектің бүйрінде орналасқан, олар полимерлік тізбекке кірмейді.
Мононуклеотидтер бір-бірімен диэфир көпірі арқылы байланысқан, яғни бір нуклеотидтегі дезоксирибозаның С3-те орналасқан ОН-тобы екінші нуклеотидтің С5-те орналасқан дезоксирибозаның ОН-тобымен байланысады. РНҚ-ның полимерлік тізбегі ДНҚ-ныкіне ұқсас, тек дезоксирибозаның орнына рибоза, тиминннің орнына тізбекте урацил болады. Төменде ДНҚ макромолекулаларының фрагменті келтірілген.
ДНҚ мен РНҚ макромолекулаларындағы нуклеотидтердің қатал тәртіптегі тізбектілігі олардың біріншілік құрылымын сипаттайды.
Нуклеотидтердің құрамына қарай ДНҚ мен РНҚ-ның атқаратын қызметтері әр түрлі. ДНҚ-ның негізгі міндеті тұқым қуалайтын белгілерді ұрпақтан-ұрпаққа жеткізу, РНҚ-ныкі белоктарды синтездеу.
Енді кеңістіктегі НҚ екінші құрылымын қарастырайық. ДНҚ-ның құрылымын алғаш рет 1953 жылы Д.Уотсон мен Ф.Крик рентгеноструктуралық әдісті қоланып анықтады. Олар ДНҚ-ның молекулалары қос спираль түрінде болатын жалпы осьті айнала бұрылып орналасқан екі полинуклеотид тізбегінен тұратынын дәлелдеді. Осы жаңалық үшін 1963 жылы ғалымдар Нобель сыйлығын алды.
Екі тізбектің азотты негіздері бір-бірімен сутектік байланыс арқылы біріккен және олар спиральдің ішінде, ал әр полинуклеотид тізбегіндегі фосфор қышқылының және дезоксирибоза қалдықтары спиральдің сыртында орналасқан. Былайша айтқанда, екі ұстайтын қабырғасы дезоксирибоза мен фосфор қышқылының қалдықтарынан, ал баспалдақтары сутектік байланыспен біріккен азотты негіздерден тұратын саты тәрізді. Сутектік байланысқа бір негіздің аминотобы және екінші негіздің кетотобы қатысады (NH…O=C). Кеңістікте пайдалы болғандықтан сутектік байланыс арқылы «үлкен» пуринді негіздер «кіші» пиримидинді негіздермен бірігеді: аденин тиминмен, гуанин цитозинмен.
Нуклеин қышқылдарының биологиялық маңызы
ДНҚ-ның организмде атқаратын қызметі ұрпақтан-ұрпаққа тұқым қуалайтын белгілерді жеткізу және сақтау. Аталық және аналық клеткалардың хромосомдары қосылғанда ДНҚ түзіледі. Осы ДНҚ жаратылған организмнің болашағын анықтайды. ДНҚ-ның тізбегінде бір жүйемен орналасқан негіздер тұқымдық информацияны жазып алады, бұл информация клеткалардың ядросында сақталып ата-анасынан ұрпаққа жеткізіліп отырады. Ұрпақтардың клеткаларында ДНҚ молекулаларынан көшірме түсіріліп информациялық РНҚ түзіледі. Одан кейін осы РНҚ-лар белоктар синтезіне қатысады. Яғни ДНҚ информациялық РНҚ-ны құру үшін матрица, ал белок молекуласын құруда матрица болып келеді. Белоктар синтезінде РНҚ-ның информациялық түрімен қатар тасымалдау түріде қатысады. Тасымалдау РНҚ-лардың (т-РНҚ) міндеті – аминқышқыл-дарын активтеп оларды и-РНҚ-ның қажетті орындарына жеткізу. Осы аминқышқылдарының қалдықтары бір-бірімен пептидті байланыс арқылы бірігіп белоктар макромолекулаларын түзеді.