
- •Часть 5. Гетероциклы.
- •28.1. Ведение
- •28.2. Пятичленные гетероциклы с одни гетероатомом.
- •28.2.1. Методы получения.
- •28.3. Химические свойства
- •29.1. Конденсированные гетероциклы с одним гетероатомом.
- •29.2. Пятичленные гетероциклы с несколькими гетероатомами.
- •30.1. Пиридин и его алкильные производные
- •30.2. Хинолин и изохинолин.
- •31.1. Одноядерные шестичленные гетероциклы с двумя гетероатомами.
- •31.2. Конденсированные азотсодержащие гетероциклы с несколькими атомами азота.
- •31.3. Алкалоиды пурина.
- •31.4. Нуклеиновые кислоты (нк).
31.2. Конденсированные азотсодержащие гетероциклы с несколькими атомами азота.
Наиболее важными среди этих соединений является пурин и его производные – пуриновые основания, входящие в состав нукулеиновых кислот. Есть несколько методов синтеза пурина, один из них – метод Траубе, основанный на взаимодействии диаминопиримидинов с карбоновыми кислотами:
8-алкилпурин
Пурин
состоит из двух колец – пиримидинового
и имидазольного. Нумерация положений
в кольце пурина следующая:
Производными пурина являются пуриновые основания, входящие в состав нуклеиновых кислот наряду с пиримидиновыми основаниями:
А
денин
(6-аминопурин) Гуанин (2-амино-6-оксопурин)
В
процессе превращения пуриновых оснований
в организме образуется три оксопроизводных
пурина:
Мочевая кислота Ксантин
Гипоксантин
31.3. Алкалоиды пурина.
Алкалоид кофеин содержится в зернах кофе и листьях чая, теобромин содержится в бобах какао, теофилин в листьях чая.
К
офеин Теофилин
Теобромин
1,3,7-триметилксантин 1,3-диметилксантин 3,7-диметилксантин
31.4. Нуклеиновые кислоты (нк).
Нуклеиновые кислоты имеют фундаментальное значение для сохранения и воспроизведения генетической информации, в которой закодирована структура всех белков, из которых построен живой организм. При мягком (кислотном или щелочном) гидролизе НК происходит их распад на составные части:
Н3РО4
Н
К
нуклеотиды нуклеозиды моносахариды
Нуклеиновые основания
НК представляют собой полимерные материалы следующего общего строения:
(МВФ)m ,
где М – остаток моносахарида, В – нуклеиновое основание, Ф-остаток фосфорной кислоты, МВФ - нуклеотид, МВ – нуклеозид. НК два типа – ДНК, т.е. дезоксирибонуклеиновые кислоты, и РНК, т.е. рибонуклеиновые кислоты.
ДНК
– хранитель информации в генах, причем
М - здесь остаток 2-дезокси--D-рибофуранозы.
РНК – переносчик информации и ответственна
за синтез белка, в этом случае М – остаток
-D-рибофуранозы.
Строение моносахаридов:
Дезоксирибоза рибоза
ДНК более устойчива, РНК – менее устойчива, живет в организме намного меньше ДНК благодаря спиртовому гидроксилу в положении 2 рибозы, способствующему гидролизу.
И ДНК, и РНК имеют первичную (порядок связывания нуклеотидов в цепочке) и вторичную (пространственную) структуру: у ДНК двойная (двухцепочечная) спираль, у РНК одноцепочечное сложное пространственное строение.
Ниже на стр.25 (рис.31.1) приведен фрагмент первичной структуры цепочки ДНК. В построении цепочки используется всего 4 нуклеиновых оснований: аденин (А), гуанин (Г, G), тимин (Т) и цитозин (Ц, С). Соседние циклы монозы связаны между собой через фосфатные остатки в положениях 3и 5.
Вторичная структура ДНК – двойная спираль, образованная из двух молекул ДНК, которые удерживаются одна относительно другой за счет водородных связей между нуклеиновыми основаниями. При этом образуется всего две комплементарные пары таких взаимодействий: Г- Ц и А-Т , которые показаны на рис. 31.2. Благодаря этому всегда выполняется правило Чаргаффа,
когда суммарное количество молей гуанина и аденина равно суммарному количеству молей цитозина и тимина.
В настоящее время известно, что ДНК может иметь 5 конформаций: А, В, С, Z и Т. Отличаются они размерами спирали и числом нуклеотидов на 1 виток. Лучше всего изучены А и В конформации, переходы между которыми имеют определенное биологическое содержание. Считается, что ДНК в конформации А играет роль матрицы при синтезе РНК на молекуле ДНК (процесс транскрипции), а в В форме – роль матрицы при синтезе новой ДНК на молекуле ДНК (процесс репликации).
Р
ис.
30.1. Фрагмент первичной структуры цепочки
ДНК, где А –аденин,
G – гуанин, Т – тимин, С – цитозин.
Г Ц А Т
Рис. 31.2. Дополняющие друг друга комплементарные пары.