7.1. Les nucléosides.
Les bases hétérocycliques forment N-glucosides avec D-ribose ou 2-désoxy-D-ribose. Dans la chimie des acides nucléiques tels N-glucosides on les appelle comme nucléosides. D-ribose et 2-désoxy-D-ribose dans la composition des nucléosides naturels entrent en forme furanose. Le lien glucosique se réalise entre l'atome du carbone anomère С-1 de la ribose (ou la désoxyribose) et l’atome de l’ azote des bases pyrimidique N-1 et purique N-9. Les nucléosides naturels sont toujours b-anomères.
D’après la nature du reste glucidique on distingue ribonucléosides et désoxyribonucléosides. Les noms des nucléosides sont construits comme pour les glucosides, par exemple b-adéninpibofuranoside etc. Cependant les noms plus utilisés sont les noms produits du nom trivial de la base correspondante nucléique avec les suffixes-idine chez les nucléosides pyrimidiques et avec les suffixes -osine chez les nucléosides puriques: cytidine c’est une liaison de la cytosine et de la ribose; le désoxycytidine — de la cytosine et de la désoxyribose; l'adénosine — la liaison de l'adénine et de la ribose; le désoxyadénosine — de l'adénine et de la désoxyribose etc. L’exception c’est le nom du thymidine (mais non désoxythymidine) utilisé pour désoxyriboside de la thymine faisant partie de l'ADN. Dans ces cas rares, quand la thymine se rencontre dans ARN, le nucléoside correspondant s'appelle ribothymidine.
En étant N-glucosides les nucléosides sont stables à l'hydrolyse au milieu faiblement basique mais ils se désagrègent dans le milieu acide. Les nucléosides puriques s’hydrolisent facilement, les nucléosides pyrimidiques - plus difficilement.
L’image 10 – les formules des nucléosides
Dans la composition de certains ARN entrent les nucléosides extraordinaires. Très souvent se rencontre le ribonucléoside l’inosine qu’on peut examiner comme le produit de la désamination de l'adénosine, ainsi que le pseudo-urydine, étant non N – mais S-glucoside, avec que est liée sa haute stabilité à l'hydrolyse.
Au traitement de certaines maladies de tumeur en qualité des moyens médicinals on utilise les dérivées synthétiques des séries pyrimidiques et puriques, selon la structure ils sont semblable aux métabolites naturels (dans le cas présent –aux bases nucléiques), mais non entièrement ils sont identiques à eux, c-à-d ils sont antimétabolites. Par exemple 5-fluoruracile joue le rôle de l'antagoniste d’uracile et de la thymine, 6-mércaptopurine — de l'adénine. En concurant avec les métabolites, ils violent sur de différentes étapes la synthèse des acides nucléiques dans l'organisme.
Les cellules dans l'état libre contiennent certains nucléosides, n'étant pas les composants des acides nucléiques. Ces nucléosides possèdent l'activité antibiotique et acquièrent la signification plus grande au traitement des formations malignes. Les nucléosides-antibiotiques se distinguent des nucléosides ordinaires par certains détails de la structure de la partie glucidique ou de la base hétérocyclique.
7.2. Les nucléotides.
Les nucléotides sont des phosphates des nucléosides. L'acide phosphorique d'habitude estérificie l'hydroxyle d’alcool à С-5 ' ou С-3 ' dans le reste de la ribose ou de la désoxyribose (on numérote les atomes du cycle des bases azoteuses par les chiffres ordinaires, du cycle de la pentose – par les chiffres avec la prime). On peut examiner les nucléotides, d'une part, comme les éthers des nucléosides (les phosphates), de l’autre part — comme les acides (à la cause de la présence du reste de l'acide phosphorique).
Grâce au reste phosphaté les nucléotides manifestent les propriétés de l’acide bibasique et dans les conditions physiologiques à рН »7 se trouvent en l'état ionisique.
Pour les nucléotides on utilise deux aspects des noms. Un nom insère le nom du nucléoside avec l'indication de la position du reste phosphaté (par exemple, l'adénosine-3'-phosphate, uridine-5'-phosphate), l'autre nom est construit avec l’addition du suffixe- ique acide au nom du reste des bases pyrimidiques ou purique (par exemple, 3 '-adénique ou 5 '-uridique acide)). Par rapport aux nucléotides libres dans la littérature biochimique on utilise largement leurs noms comme des monophosphates avec la réflexion de ce signe dans le code réduit, par exemple, l’adénosinemonophosphate– AMP (dans la transcription latine АМР) pour l'adénosine-5 '-phosphate etc.
L
a
structure de certains nucléotides
La structure des polynucléotides.
La diversité des molécules existant de l'ADN et de l’ARN est définie par leur structure primaire – par la succession des restes des nucléotides dans la composition de la chaîne polymérique dont les liens sont formés grâce à l'éthérification du groupe OH près de l'atome С3 de la pentose d'un nucléotide par le reste phosphaté de l’autre nucléotide. On appelle autrement un tel lien phosphodiéther.
Dans la composition de la molécule de l'ADN est dégagé plus grand nombre des restes des nucléotides que dans la molécule de l’ARN. La masse moléculaire de l'ADN est 10 millions; l'ADN dans les conditions de la cellule est insoluble.
La structure primaire des acides nucléiques c’est la composition des nucléotides et la succession nucléotides c-à-d l'ordre de l'alternance des groupes des nucléotides. On établit la composition des nucléotides, en étudiant les produits de la desegregation hydrolitique des acides nucléiques.
Les ADN et ARN se distinguent par la conduite dans les conditions de l'hydrolyse basique et acide. Les ADN sont stables à l'hydrolyse dans le milieu basique. ARN facilement s’hydrolisent dans les conditions molles dans le milieu basique jusqu' aux nucléotides qui à son tour sont capables dans le milieu basique de détacher le reste de l'acide phosphorique avec la formation des nucléosides. Les nucleosides dans un milieu acide s’hydrolisent jusqu'aux bases hétérocycliques et aux hydrates de carbone.
On n'applique presque pas l'hydrolyse chimique de l'ADN à cause de la complication par ses procès marginaux. L'hydrolyse enzymatique sous l'action des nucléases est plus préférable. D'habitude pour ce buton utilise un poison de serpent dans lequel se trouvent les enzymes désagrégeant les liens phosphodiéther. Tels enzymes manifestent le trait spécifique par rapport à de différents types des acides nucléiques.
La structure secondaire de l'ADN c’est une organisation spatiale de la chaîne des polynucléotides.
Les macromolécules de l'ADN sont liées par deux à l'aide des liens hydrogéniques en forme de la spirale double du diamètre constant. Les restes des bases nucléiques sont dirigés à l'intérieur de la spirale, le diamètre de laquelle est égal environ à 2 nm. Sur une spire de la spirale il faut 10 paires des bases. Pour la garantie de la plus grande stabilité de cette structure la quantité des liens hydrogéniques doit être au maximum. C'est atteint par la correspondance définie dans la disposition des restes des bases d'une spirale par rapport aux restes de l'autre spirale: les groupes de la thymine s'installent au contraire des groupes de l’adénine (entre eux se forment deux liens hydrogéniques), les groupes de la cytosine — au contraire des groupes de la guanine (entre eux se forment trois liens hydrogéniques). Ces bases constituent les paires complémentaires. Les liens hydrogéniques se forment entre le groupe aminé d'une base et le groupe carbonique de l'autre base, ainsi qu'entre les atomes de l'azote amidique et iminique.
thyamine adénine cytosine guanine
La rupture complète ou partielle des liens hydrogéniques conduisant vers le développement des chaînes des polynucléotides des acides nucléiques et vers leur division suivante s’appellent comme la dénaturation.
Les acides nucléiques se trouvent dans tous les organismes vivants et jouent un rôle exceptionnellement important dans la biosynthèse des protéines, ainsi que dans la transmission des propriétés héréditaires. Dans l'organisme les acides nucléiques pour l'essentiel se trouvent dans la composition des biopolymères mélangés —nucléoprotéines. Comme suit du nom, les composants structuraux de telles formations sont les acides nucléiques et les protéines.
Les ADN se trouvent pour l'essentiel dans les noyaux des cellules, ARN se trouvent principalement dans les ribossomes, ainsi que dans le protoplasme des cellules. Le rôle principal de l’ARN se conclut dans la participation directe à la biosynthèse de la protéine.
On sait 3 aspects de l’ARN cellulaire: de transport (tARN); d’information ou matriciel (mARN); des ribossomes (rARN).
Les tâches standartes et leur résolution
La tâche ХХII. Dans la composition desquelles molécules (ARN ou ADN) peut entrer la base hétérocyclique la thymine? Amenez la formule structurale de la thymidine. En quelle forme de la tautomérie entre dans sa composition la base nucléique? Quelle base est complémentaire par rapport à la thymine? Amènez la structure de ce paire complémentaire et désignez les liens hydrogéniques.
La résolution. La base hétérocyclique la thymine fait partie dans la composition des molécules de l'ADN en forme lactame. La bas complémentaire c’est l'adénine.
Thymidine (dT) Thymine-adénine
Les tâches pour la résolution indépendante :
7.1. Dans la composition desquelles molécules peut entrer la cytosine? Amenez la formule structurale du cytidine. En quelle forme de la tautomérie entre dans sa composition la base nucléique?
7.2. Dans la composition desquelles molécules peut entrer la thymine? Amenez la formule structurale du thymidine. En quelle forme de la tautomérie entre dans sa composition la base nucléique?
7.3. Laquelle base est complémentaire par rapport à la cytosine? Amenez la structure de ce paire complémentaire.
7.4. Si peut apparaître la coopération complémentaire entre l’uracile et la guanine? Expliquez la réponse.
7.5. Si peut apparaître la coopération complémentaire entre l'adénine et la guanine ? Expliquez la réponse.
7.6. Parmi les liaisons amenées plus bas, choisissez la base qui est complémentaire à la thymine:
7.6. En quoi consistent les différences de la structure de l'ADN et de l’ARN? Si se distinguent les fonctions dans l'organisme de l'ADN et de l’ARN? Si oui, en quoi consiste cette différence ?
7.7. Quel lien se forme entre la base pyrimidique et la mannose dans les nucléosides?
SUJET 8. LES LIPIDES ET LES BIORÉGULATEURS BAS-MOLECULAIRES
Les lipides — les substances naturelles de graisse, pratiquement insolubles dans l'eau, bien soluble dans les solvants non polaires organiques .
Les lipides ne sont pas les biopolymères, cependant à côté d'eux ils accomplissent les fonctions extraordinairement importantes dans l'organisme :
– ils sont les éléments structuraux des membranes cellulaires (dans l'aspect du complexe avec les protéines);
– pendant leur oxydation se synthétisent les molécules de АТP étant la source de l'énergie pour l'organisme;
– ils sont les substances de réserve;
– ils accomplissent dans l'organisme la fonction protéctrice;
– ils fonctionnent comme les biorégulateurs des procès métaboliques.
Le plus souvent on classifie les lipides selon leur capacité à l'hydrolyse en les lipides saponifiables (contiennent les liens ésthers, ils sont capables pendant hydrolyse se désagréger) et en les lipides insaponifiables (ne contiennent pas les liens ésthers et ne subissent pas à l'hydrolyse).
Les lipides saponifiables subdivisent en les lipides simple et les lipides сomplexes. Les lipides simples comprennent seulement les restes des acides supérieurs et les alcools formant les ésthers; Aux lipides simples se rapportent les cires et les graisses. Dans la composition des lipides complexes entrent, en outre les restes de l'acide phosphorique, les mono- et les disaccharides. Aux lipides complexes se rapportent avant tout, phospholipides, glycolipides et sphyngolipides.
Les lipides insaponifiables ne contiennent pas les restes des acides gras liés par le lien ésther, c'est pourquoi dans le milieu basique ils ne s’hydrolisent pas avec la formation des acides gras et ne forment pas le savon. A ce groupe donné des lipids se rapportent les stéroïdes et les terpènes, ainsi que les pigments liposolubles, les vitamines.