6.2. Молекулярная масса нуклеиновых кислот

Молекулярная масса ДНК очень большая (много больше 10⁶), тогда как молекулярная масса РНК лежит в пределах от 20–30 тыс. до 2 млн.

6.3. Локализация в клетке днк и рнк. Виды днк и рнк

Количество ДНК в клетке измеряется пикограммами (1 пг = 10^–12 г) и колеблется от 0,01 пг у кишечной палочки до нескольких пикограммов в клетках высших организмов.

По месту локализации различают следующие виды ДНК.

1. Ядерная ДНК. У эукариот она преобладает над другими вилами ДНК.

2. Митохондриальная ДНК (у животных), хлоропластная ДНК (у растений).

3. Центриольная ДНК.

4. Эписомальная ДНК. Эписомы – внехромосомные единицы наследственности микроорганизмов.

5. ДНК вирусов и фагов.

По функциональному значению, молекулярным массам и локализации в клетках РНК делят на:

1. Транспортные РНК (тРНК) – молекулярная масса от 17 до 35 тыс., содержатся в гиалоплазме, ядерном соке, матриксе хлоропластов и митохондрий. Осуществляют перенос аминокислот к месту синтеза белка (к рибосомальному аппарату).

2. Рибосомальные РНК (рРНК) – М_r от 550 до 700 тыс. у РНК 30–40 S субчастиц рибосом; 1,1–1,710⁶ – у РНК 50–60 S субчастиц рибосом; 40 тыс. – у 5 S РНК и ~50 тыс. – у 5,8 S РНК. Локализованы в рибосомах. Являются структурной основой рибосом.

3. Информационные или матричные РНК (иРНК, мРНК) – М_r от 300 тыс. до 410⁶. Выполняют матричную функцию в синтезе белка в составе рибосом.

4. Вирусные РНК являются составными частями вирусных и фаговых рибонуклеопротеидов, несут информацию, необходимую для размножения вируса в клетках хозяина.

5. Ядерные РНК являются предшественниками всех видов РНК эукариотической клетки.

6.4. Строение структурных элементов нуклеиновых кислот

Мономерными звеньями ДНК и РНК являются остатки нуклеотидов, состоящих из остатков азотистого основания, рибозы или дезоксирибозы и фосфорной кислоты. Они образуются при гидролизе нуклеиновых кислот водным раствором щелочи или ферментами. При гидролизе РНК образуются рибонуклеотиды, при гидролизе ДНК – дезоксирибонуклеотиды.

Рибонуклеотиды

Цитидин-3-монофосфат Уридин-3-монофосфат

(ЦМФ, цитидиновая кислота) (УМФ, уридиловая кислоита)

Аденозин-3-монофосфат Гуанозин-3-монофосфат

(АМФ, адениловая кислота) (ГМФ, гуаниловая кислота)

Дезоксирибонуклеотиды

Дезокситимидин-3-монофосфат Дезоксицитидин-3-монофосфат

(дТМФ, дезокситимидиновая ксилота) (дЦМФ, дезоксицитидиновая кислота))

Дезоксиаденозин-3-монофосфат Дезоксигуанозин-3-монофосфат

(дАМФ, дезоксиадениловая ксилота) (дГМФ, дезоксигуаниловая кислота))

Остаток фосфорной кислоты может быть у 5-атома С рибозы (формулы напишите самостоятельно).

Мононуклеотиды являются сильными кислотами (за счет остатка фосфорной кислоты), гидролизуются с образованием нуклеозидов:

ЦМФ  цитидин + Н₃РО₄;

УМФ  уридин + Н₃РО₄;

АМФ  аденозин + Н₃РО₄;

ГМФ  гуанозин + Н₃РО₄;

дЦМФ  дезоксицитидин + Н₃РО₄;

дТМФ  дезокситимидин + Н₃РО₄;

дАМФ  дезоксиаденозин + Н₃РО₄;

дГМФ  дезоксигуанозин + Н₃РО₄;

дают реакции по типу многоатомных спиртов (за счет групп –ОН) и за счет азотистых оснований.

Мононуклеотиды, объединяясь, могут образовывать олиго- и полинуклеотиды, при этом образуются фосфодиэфирные связи между 3-атомом С углевода одного мононуклеотида и 5-атомом С углевода другого мононуклеотида:

Кроме монофосфатов, могут быть ди- и трифосфаты. Например, аденозинтрифосфорная кислота (АТФ):

Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ)¹

6.5. ДНК

Нашу планету населяют более миллиона различных видов живых организмов. Каждый вид включает огромное число существ, имеющих сходные основные черты и отличающихся в деталях. И эти сходство и различие определяет ДНК. ДНК называют молекулой наследственности. Самовоспроизведение живых организмов неразрывно связано с существованием и репликацией (самоудвоением) структуры ДНК. Только на основе ДНК клетки и организм в целом могут воспроизводить себе подобных.

Таким образом, ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота – это биологическая макромолекула, носитель генетической информации во всех эукариотических и прокариотических клетках и во многих вирусах.

Молекулы ДНК, выделенные из ядер клеток, в электронном микроскопе представлены в виде длинных нитей, состоящих из большого числа дезоксирибонуклеотидов. Длина молекулы ДНК достигает сотен тысяч нм. Молекула ДНК по массе достигает 610^–12 г (М_r > 10⁶).

Из азотистых оснований в состав ДНК входят аденин, гуанин, тимин, цитозин; углеводный компонент представлен дезоксирибозой.

ДНК содержит всю информацию о наследственности, которая реализуется в синтезе белка.