2 курс / Биохимия / Книжки и сборники / Biokhimia_dlya_chaynikov

т

\уу У

Глава 9

Полинуклеотиды

и код жизни

»Структура нуклеотидных кислот

»Последовательность нуклеиновых кислот

»Секвенирование аминокислот

ВВ уклеиновые кислоты получили свое название из-за того, что впервые

были обнаружены в клеточном ядре. ДНК (дезоксирибонуклеиновая

Я ж кислота) — самая известная из нуклеиновых кислот — это неотъем- лемая часть хромосом, содержащая гены с информацией, на основе которой выполняется синтез белка. Многие из этих белков являются ферментами — каждый из них катализирует специфическую химическую реакцию, протекаю-

щую в организме. Такое суждение дало начало гипотезе “ один ген — один фер-

мент” , в основе которой лежит понимание того, что каждый ген ответственен за синтез одного фермента. Сейчас эта гипотеза трактуется скорее, как “ один ген — один белок” , так как гены способствуют образованию белков в самых разнообразных структурах и функциональных механизмах организма.

У ДНК есть две прямые функции: воспроизводить новую ДНК {реплика-

ция — это то, в чем заинтересовано большинство людей) так, чтобы предо-

ставить новым поколениям клеток необходимую для выживания информацию,

и производить РНК {рибонуклеиновую кислоту) посредством транскрип-

ции. РНК участвует в непосредственном синтезе белков, который называется

трансляцией. Такие белки необходимы для подержания жизни.

NH2

Тиамин (Т) Урацил (У)

Рис. 9.2. Аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц),

тимин (Т) и урацил (У)

Атомы азота и кислорода на азотистых основаниях, обеспечивают ряд мест, в которых возможно водородное связывание. Оно самое эффективное и легко

образуется между определенными комбинациями азотистых оснований. Такие

комбинации представляют шаблоны, согласно которым передается информа- ция. Атомы на азотистых основаниях обычно нумеруются стандартным обра-

зом, а составляющие сахара обозначаются простыми числами.

Сладкая сторона жизни:сахара

К 5-углеродным сахарам, присутствующим в нуклеиновых кислотах, от-

носятся D-рибоза и D-дезоксирибоза. Различие между двумя этими сахара-

ми состоит в том, что у дезоксирибозы у второго атома углерода нет атома кислорода. Структура этих сахаров приведена на рис. 9.3. Стрелки на рисунке

ГЛАВА 9 Полинуклеотиды и код жизни 173

указывают спиртовую группу первого атома углерода — аномерический угле- род. Это то место, к которому прикрепляется основание. Оба сахара могут при-

нимать (3-форму фуранозного кольца. Нумерация сахара начинается с аномери-

ческого углерода (1) и продолжается по часовой стрелке до пятого углерода с группой -СН2ОН.

Кислая сторона жизни: фосфорная кислота

Третьим компонентом нуклеотида является фосфорная кислота (рис. 9.4).

При физиологическом значении pH она не может существовать в полностью протонированной форме, показанной на рисунке. Отвечает за “ кислотность” в

нуклеиновых кислотах. Разные нуклеотиды связываются вместе своими участ- ками фосфорной кислотой.

Долгий путь:от нуклеозида до нуклеотида

и нуклеиновой кислоты

Любите играть конструкторами? Складывать разные детали и каждый раз получать что-то новенькое? Подобным образом собираются и нуклеиновые кислоты. Вначале азотистое основание соединяется с 5-углеродным сахаром, чтобы образовать нуклеозид, а затем нуклеозид присоединяет фосфорную кис-

лоту, чтобы сформировать нуклеотид, и наконец, комбинация нуклеотидов дает

нуклеиновую кислоту.

Первая реакция:азотистое основание +

5-углеродный сахар = нуклеозид

Комбинация азотистого основания и 5-углеродного сахара дает нуклеозид.

Общий ход реакции изображен на рис. 9.5. Это реакция конденсации. Помните реакции конденсации, которые изучались при образовании сложных эфиров в курсе органической химии? Это точно такая же реакция. Здесь соединение,

174 ЧАСТЬ 3 Углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты и другие...