8 . Роль нуклеиновых кислот в формировании свойств живой материи

Нуклеиновые кислоты – природные высокомолекулярные органические соединения, полинуклеотиды, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации в живых организмов. 1869 – Фридрих Мишер открыл НК (“нуклеус” – ядро)

Отличие ДНК от РНК:- в состав ДНК входит дезоксирибоза, а в РНК – рибоза

- ДНК – 2х цепочечная молекула- отличаются 1 азотистым основанием (ДНК – Тимин, РНК – урацил)- РНК гетерогенный класс органики, располагающиеся везде в клетке

- разные функцииФункции РНК:1) наследственное вещество ретровирусов

2) энзиматическая3) быстрое хранение инфомации в виде информосом4) участие в биосинтезе белкаФункции ДНК:1) информационно-кибернетическаяобеспечивается генетическим кодом

2) передача генетической информацииобеспечивается репликацией3) реализация генетической информацииобеспечивается транскрипцией и трансляциейПреемственность в ряду поколений признаков обеспечивается нуклеиновыми кислотами.

Первичная структура. Мононуклеотиды связываются в полимеры – природные или синтетические нуклеиновые кислоты (НК) – путем образования сложноэфирных связей между 3^’-углеродом пентозы одного мононуклеотида, фосфатом и 5^’-углеродом пентозы другого мононуклеотида. Нуклеотиды состоят из пуриновых (А,Г) и пиримидиновых (Ц,Т,У) оснований, пятичленного сахара рибозы и ортофосфата. Азотистые основания соединены с сахаром N-гликозидными связями.

РНК обычно состоят из одной полимерной цепи, а ДНК в большинстве случаев представляют собой структуру из двух антипараллельных цепей, связанных нековалентно. Правила Чаргаффа для двухцепочечных ДНК:

1.Сумма пуриновых оснований равна сумме пиримидиновых оснований.

2.Мольная доля А равна Мольной доле Т.

3.Мольная доля Г равна Мольной доле Ц.

4.Количество А+Ц=Г+Т.

5.ДНК всех организмов отличается по соотношению нуклеотидов.

К=Г+Ц/А+Т (К – коэффициент специфичности постоянен для каждого вида).

Вторичная структура. Общепринята модель Уотсона и Крика (1953) согласно этой модели ДНК имеет вид двойной правозакрученной спирали (хеликс) и состоит из противоположно направленных полинуклеотидных цепей.

Пять принципов строения:

1. Сахарнофосфатный скелет с внешней стороны спирали. Малая бороздка – 1,2 нм, большая бороздка – 2,2 нм, шаг спирали – 3,4 нм.

2. Комплиментарность (дополнительность). Взаимодействующие основания являются комплиментарными.

3. Антипараллельность. Цепи противоположно направлены.

4. ДНК – полианион. Поскольку в водной среде фосфатные остатки диссоциируют, то ДНК вдоль всей длины молекулы заряжена отрицательно.

5. Стабильность двойной спирали определяется стекинг-взаимодействием (слабые кулоновские силы между азотистыми основаниями вдоль цепи). Образование водородных связей между основаниями – основная причина объединения цепей полинуклеотидов.

Двойная спираль ДНК существует в разных формах: В, А, С, Z, SBS, H.

РНК существует в виде нескольких форм, различающихся по биологической функции, строению и свойствам.

1.рРНК – рибосомная РНК составляет 80-90 % всей клеточной РНК.

2.пре-рРНК – молекулы-предшественники рРНК.

3.тРНК – транспортная РНК.

4.пре-тРНК – молекулы-предшественники тРНК.

5.мРНК –матричная, или информационная РНК

6.гяРНК – гетерогенная ядерная РНК.

7.мяРНК – малая ядерная РНК.

8.Вирусная РНК.

Третичная структура. У прокариот два вида третичной структуры ДНК: кольцевые молекулы и линейные молекулы. Линейные молекулы представлены суперспиралью.

У эукариот третичная структура – комплекс ДНК и гистонов.

Третичная структура тРНК – глобула, вытянутая в форме буквы Г.