3.2. Особенности строения, биологическая роль нуклеиновых соединений

3.2.1. Функции мононуклеотидов

Большая часть нуклеотидмонофосфатов дважды фосфорилируется, используя, в основном макроэрг. – АТФ:

Образующиеся нуклеозидтрифосфаты несут количество энергии, достаточное для протекания самых сложных энергоемких процессов, например, синтеза различных соединений, т. е. являются макроэргами. Во – вторых, они способны полимеризоваться в нуклеиновые кислоты или динуклеотиды. Разница в путях образования следующая: наиболее реакционно способен фосфат монопроизводного. Если реагируют между собой фосфаты обоих мононуклеотидов, то получившийся динуклеотид оказывается стабильным и используется клетками в качестве кофермента (НАД⁺, НАД⁺Ф, ФАД). Если же фосфат, стоящий 5^׳ - углеродного атома пентозы одного мононуклеотида, реагирует с 3^׳ - углеродным атомом пентозы другого мононуклеотида, то фосфат последнего способен вступить в такую же реакцию с третьим аналогом. Так и происходит полимеризация отдельных звеньев в мононуклеотиды.

Кроме того, в плазмолеммах имеется особая ферментная – аденилатциклазная – система, которая под влиянием различных биологически активных веществ (гормонов) преобразует АТФ в ц-АМФ – служащий second messenger (вторичным посредником) – переводящим сигнал гормона внутрь клетки. А еще описаны мононуклеотиды, выполняющие коферментные функции (ФМН – флавинмононуклеотид–коэнзим ДГ).

Как частный случай можно представить продукт взаимодействия АТФ с аминокислотами – аминоациладенилаты (метаболиты в активации этих соединений в трансляции), S-аденозилметионин (SAM: активная форма метионина в реакциях метилирования – см. выше).

3.2.2. Значение динуклеотидов

Как отмечено выше, динуклеотиды обычно выполняют роль коферментов. Большая часть входит в состав дегидрогеназ (НАД⁺, НАД⁺Ф, ФАД). Еще один, единственный их представитель – НS-KoA – облигатный участник реакций ацилирования: его включение в состав любой органической кислоты (aцил~SKoA) активирует ее, увеличивает растворимость (метаболиты ЦТК, β-окисления ВЖК, гликолиза, синтеза гема и т. д.)

3.2.3. Полинуклеотиды

Этим термином обозначаются полимеры, мономерами которых служат мононуклеотиды. В зависимости от входящих в них пентоз их делят на рибонуклеиновые (РНК) и дезоксирибонуклеиновые (ДНК). Их нити, как и в белках, не ветвятся (в отличие от гликогена), но, как и все подобные соединения, компактно укладываются в пространстве, т. е. имеют сложную организацию (приложения, схема 2).

Первичная структура – определенная последовательность мононуклеотидов, связанных между собой фосфодиэфирной связью. Этот уровень строения полинуклеотидов отличает их друг от друга: 1) мононуклеотиды РНК включают урацил, цитозин, аденин, гуанин, а ДНК – вместо первого пиримидинового основания имеют его метилированное производное – тимин; 2) как уже описано выше, мононуклеотиды РНК и ДНК содержат разные пентозы; 3) иногда, кроме известных пуринов и пиримидинов, регистрируются их модифицированные аналоги (метилгуанин, метиладенин, дигидроурацил, метилцитозин, и т. д.) – названные минорными основаниями; разные полинуклеотиды отличаются их содержанием; 4) РНК обычно представляют одну цепь, а ДНК эукариот – это двойная нить; 5) молекулярная масса любых РНК меньше, чем ДНК; 6) содержание в клетках ДНК – величина постоянная, а РНК – лабильная; 7) отличаются нуклеиновые кислоты функциями и локализацией.