Нуклеиновые кислоты состоят из аминокислот

Важная и проверенная информация на тему: "нуклеиновые кислоты состоят из аминокислот" от профессионалов для спортсменов и новичков.

Нуклеиновые кислоты — это биополимеры, наряду с белками играющие наиважнейшую роль в клетках живых организмов. Нуклеиновые кислоты отвечают за хранение, передачу и реализацию наследственной информации.

Мономерами нуклеиновых кислот являются нуклеотиды, таким образом они сами представляют полинуклеотиды.

Строение нуклеотидов

Каждый нуклеотид, входящий в состав нуклеиновой кислоты, состоит из трех частей:

пятиуглеродного сахара (пентозы),

Химические связи между частями нуклеотида ковалентные, образующиеся в результате реакций конденсации (т. е. с выделением молекул воды). Конденсация обратна гидролизу.

В нуклеотиде первый атом углерода пентозы связан с азотистым основанием (связь C-N), а пятый — с фосфорной кислотой (фосфоэфирная связь: C-O-P).

Существуют два основных типа нуклеиновых кислот — ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота). В составе РНК сахар представлен рибозой, а в ДНК — дезоксирибозой. В обоих случаях в нуклеиновых кислотах встречается циклический вариант пентоз. Дезоксирибоза отличается от рибозы отсутствием атома кислорода при втором атоме углерода.

Наличие дополнительной гидроксильной группы (-OH) у рибозы делает РНК молекулой, легче вступающей в химические реакции.

В составе нуклеотидов нуклеиновых кислот обычно встречаются следующие азотистые основания: аденин (А), гуанин (Г, G), цитозин (Ц, C), тимин (Т), урацил (У, U).

Аденин и гуанин относятся к пуринам, остальные — к пиримидинам. В молекуле пуринов имеется два кольца, а у пиримидинов только одно. Урацил почти не встречается в ДНК, а тимин весьма редок для РНК. То есть для ДНК характерны аденин, гуанин, тимин и цитозин. Для РНК — аденин, гуанин, урацил и цитозин. Тимин схож с урацилом, отличатся от него лишь метилированным (имеющим группу -CH3) пятым атомом кольца.

Химическое соединение сахара с азотистым основанием называется нуклеозидом. Ниже представлены нуклеозиды, где в качестве сахара выступает рибоза.

Нуклеозид, реагируя с фосфорной кислотой, образует нуклеотид. Ниже представлен нуклеотид, где в качестве сахара выступает дезоксирибоза, а в качестве азотистого основания — аденин.

Именно наличие остатков фосфорной кислоты в молекулах нуклеиновых кислот определяет их кислотные свойства.

Строение нуклеиновых кислот

Нуклеотиды линейно соединяются между собой, образуя длинные молекулы нуклеиновых кислот. Цепочки многих молекул ДНК являются самыми длинными существующими полимерами. Длина молекул РНК обычно существенно меньше ДНК, но при этом различна, т. к. зависит от типа РНК.

При образовании полинуклеотида (нуклеиновой кислоты) остаток фосфорной кислоты предыдущего нуклеотида соединяется с 3-м атомом углерода пентозы следующего нуклеотида. Связь образуется такая же как между 5-м атомом углерода сахара и фосфорной кислотой в самом нуклеотиде – ковалентная фосфоэфирная.

Таким образом, остов молекул нуклеиновых кислот составляют пентозы, между которыми образуются фосфодиэфирные мостики (по-сути остатки пентоз и фосфорных кислот чередуются). От остова в сторону отходят азотистые основания. На рисунке ниже представлена часть молекулы рибонуклеиновой кислоты.

Следует отметить, что молекулы ДНК обычно не только длиннее РНК, но и состоят из двух цепей, соединенных между собой водородными связями, возникающими между азотистыми основаниями. Причем данные связи образуются согласно принципу комплементарности, по которому аденин комплементарен тимину, а гуанин — цитозину.

Подобные связи могут возникать и в РНК (но здесь аденин комплементарен урацилу). Однако в РНК водородные связи образуются между нуклеотидами одной цепи, в результате чего молекула нуклеиновой кислоты сворачивается различным образом.

Что такое генетический код

Генетический, или биологический, код является одним из универсальных свойств живой природы, доказывающим единство ее происхождения. Генетический кодэто способ кодирования последовательности аминокислот полипептида с помощью последовательности нуклеотидов нуклеиновой кислоты ( информационной РНК или комплиментарного ей участка ДНК, на котором синтезируется иРНК).

Встречаются другие определения. Генетический код — это соответствие каждой аминокислоте (входящей в состав белков живого) определенной последовательности трех нуклеотидов. Генетический код — это зависимость между основаниями нуклеиновых кислот и аминокислотами белка.

В научной литературе под генетическим кодом не понимают последовательность нуклеотидов в ДНК у какого-либо организма, определяющую его индивидуальность. Неверно считать, что у одного организма или вида код один, а у другого — другой. Генетический код — это то, как кодируются аминокислоты нуклеотидами (т. е. принцип, механизм); он универсален для всего живого, одинаков для всех организмов. Поэтому некорректно говорить, например, «Генетический код человека» или «Генетический код организма», что нередко используется в околонаучной литературе и фильмах. В данных случаях обычно имеется в виду геном человека, организма и др.

Разнообразие живых организмов и особенностей их жизнедеятельности обусловлено в первую очередь разнообразием белков. Специфическое строение белка определяется порядком и количеством различных аминокислот, входящих в его состав. Последовательность аминокислот пептида зашифрована в ДНК с помощью биологического кода. С точки зрения разнообразия набора мономеров, ДНК более примитивная молекула, чем пептид. ДНК представляет собой различные варианты чередования всего четырех нуклеотидов. Это долгое время мешало исследователям рассматривать ДНК как материал наследственности.

Как кодируются аминокислоты нуклеотидами

1) Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) — это полимеры, состоящие из нуклеотидов. В каждый нуклеотид может входить одно из четырех азотистых оснований: аденин (А, еn: A), гуанин (Г, G), цитозин (Ц, en: C), тимин (T, en: Т). В случае РНК тимин заменяется на урацил (У, U).

При рассмотрении генетического кода принимают во внимание только азотистые основания. Тогда цепочку ДНК можно представить в виде их линейной последовательности. Например:

Комплиментарный данному коду участок иРНК будет таким:

2) Белки (полипептиды) — это полимеры, состоящие из аминокислот. В живых организмах для построения полипептидов используется 20 аминокислот (еще несколько очень редко). Для их обозначения тоже можно использовать одну букву (хотя чаще используют три — сокращение от названия аминокислоты).

Аминокислоты в полипептиде соединены между собой пептидной связью также линейно. Например, пусть имеется участок белка со следующей последовательностью аминокислот (каждая аминокислота обозначается одной буквой):

Читайте так же:  Процесс всасывания глюкозы и аминокислот

3) Если стоит задача закодировать каждую аминокислоту с помощью нуклеотидов, то она сводится к тому, как с помощью 4 букв закодировать 20 букв. Это можно сделать, сопоставляя буквам 20-ти буквенного алфавита слова, составленные из нескольких букв 4-х буквенного алфавита.

Если одну аминокислоту кодировать одним нуклеотидом, то можно закодировать только четыре аминокислоты.

Если каждой аминокислоте сопоставлять два подряд идущих в цепи РНК нуклеотида, то можно закодировать шестнадцать аминокислот. Действительно, если имеется четыре буквы (A, U, G, C), то количество их разных парных комбинаций будет 16: (AU, UA), (AG, GA), (AC, CA), (UG, GU), (UC, CU), (GC, CG), (AA, UU, GG, CC). [Скобки используются для удобства восприятия.] Это значит, что таким кодом (двухбуквенным словом) можно закодировать только 16 разных аминокислот: каждой будет соответствовать свое слово (два подряд идущих нуклеотида).

Из математики формула, позволяющая определить количество комбинаций, выглядит так: a b = n. Здесь n — количество разных комбинаций, a — количество букв алфавита (или основание системы счисления), b — количество букв в слове (или разрядов в числе). Если подставить в эту формулу 4-х буквенный алфавит и слова, состоящие из двух букв, то получим 4 2 = 16.

Если в качестве кодового слова каждой аминокислоты использовать три подряд идущих нуклеотида, то можно закодировать 4 3 = 64 разных аминокислот, так как 64 разных комбинации можно составить из четырех букв, взятых по три (например, AUG, GAA, CAU, GGU и т. д.). Это уже больше, чем достаточно для кодирования 20 аминокислот.

Именно трехбуквенный код используется в генетическом коде. Три подряд идущих нуклеотида, кодирующих одну аминокислоту, называются триплетом (или кодоном ).

Каждой аминокислоте сопоставляется определенный триплет нуклеотидов. Кроме того, поскольку комбинаций триплетов с избытком перекрывают количество аминокислот, то многие аминокислоты кодируются несколькими триплетами.

Три триплета не кодируют ни одну из аминокислот (UAA, UAG, UGA). Они обозначают конец трансляции и называются стоп-кодонами (или нонсенс-кодонами).

Триплет AUG кодирует не только аминокислоту метионин, но и инициирует трансляцию (играет роль старт-кодона).

Ниже приведены таблицы соответствия аминокислот триплетам нуклеоитидов. По первой таблице удобно определять по заданному триплету соответствующую ему аминокислоту. По второй — по заданной аминокислоте соответствующие ей триплеты.

Рассмотрим пример реализации генетического кода. Пусть имеется иРНК со следующим содержанием:

Разобьем последовательность нуклеотидов на триплеты:

Сопоставим каждому триплету кодируемую им аминокислоту полипептида:

Метионин — Аспаргиновая кислота — Серин — Треонин — Триптофан — Лейцин — Лейцин — Лизин — Аспарагин — Глутамин

Последний триплет является стоп-кодоном.

Свойства генетического кода

Свойства генетического кода во многом являются следствием способа кодирования аминокислот.

Первое и очевидное свойство — это триплетность. Под ним понимают тот факт, что единицей кода является последовательность из трех нуклеотидов.

Важным свойством генетического кода является его неперекрываемость. Нуклеотид, входящий в один триплет, не может входить в другой. То есть последовательность AGUGAA можно прочитать только как AGU-GAA, но нельзя, например, так: AGU-GUG-GAA. Т. е. если пара GU входит в один триплет, она не может уже быть составной частью другого.

Под однозначностью генетического кода понимают то, что каждому триплету соответствует только одна аминокислота. Например, триплет AGU кодирует аминокислоту серин и больше никакую другую. Данному триплету однозначно соответствует только одна аминокислота.

С другой стороны, одной аминокислоте может соответствовать несколько триплетов. Например, тому же серину, кроме AGU, соответствует кодон AGC. Данное свойство называется вырожденностью генетического кода. Вырожденность позволяет оставлять многие мутации безвредными, так как часто замена одного нуклеотида в ДНК не приводит к изменению значения триплета. Если внимательно посмотреть на таблицу соответствия аминокислот триплетам, то можно увидеть, что, если аминокислота кодируется несколькими триплетами, то они зачастую различаются последним нуклеотидом, т. е. он может быть любым.

Также отмечают некоторые другие свойства генетического кода (непрерывность, помехоустойчивость, универсальность и др.).

Нуклеиновые кислоты состоят из аминокислот

Энциклопедия Кольера. — Открытое общество . 2000 .

Смотреть что такое «НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ» в других словарях:

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ — полинуклеотиды, фосфорсодержащие биополимеры, имеющие универсальное распространение в живой природе. Впервые обнаружены Ф. Мишером в 1868 в клетках, богатых ядерным материалом (лейкоцитах, сперматозоидах лосося). Термин «Н. к.» предложен в 1889.… … Биологический энциклопедический словарь

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ — (полинуклеотиды), высокомолекулярные органические соединения, образованные остатками нуклеотидов. В зависимости от того, какой углевод входит в состав нуклеиновой кислоты дезоксирибоза или рибоза, различают дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и… … Современная энциклопедия

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ — (полинуклеотиды) высокомолекулярные органические соединения, образованные остатками нуклеотидов. В зависимости от того, какой углевод входит в состав нуклеиновой кислоты дезоксирибоза или рибоза, различают дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и… … Большой Энциклопедический словарь

Нуклеиновые кислоты — (полинуклеотиды), высокомолекулярные органические соединения, образованные остатками нуклеотидов. В зависимости от того, какой углевод входит в состав нуклеиновой кислоты – дезоксирибоза или рибоза, различают дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ — НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ, соединения, состоящие из остатков фосфорной кислоты, пуриновых и пиримидиновых оснований и углевода. Входят в качестве простетической (небелковой) группы в состав т. н. нуклео протеидов (см.), участвуя в построении клеточного … Большая медицинская энциклопедия

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ — НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ, химические макромолекулы, присутствующие во всех живых организмах и в вирусах. Существует два типа нуклеиновых кислот: ДНК (дезоксирибонуклеиновая) хранит ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД, который является системой записи наследственной… … Научно-технический энциклопедический словарь

нуклеиновые кислоты — – высокомолекулярные соединения, мономерами которых служат нуклеотиды … Краткий словарь биохимических терминов

Нуклеиновые кислоты — (от лат. nucleus ядро) высокомолекулярные органические соединения, биополимеры (полинуклеотиды), образованные остатками нуклеотидов. Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие … Википедия

нуклеиновые кислоты — (полинуклеотиды), высокомолекулярные органические соединения, образованные остатками нуклеотидов. В зависимости от того, какой углевод входит в состав нуклеиновой кислоты дезоксирибоза или рибоза, различают дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и… … Энциклопедический словарь

Читайте так же:  Топ протеинов для набора мышечной массы

Нуклеиновые кислоты — они же полинуклеотиды, они же биополемеры, построенные из большого числа остатков нуклеотидов; постоянная и необходимая составная часть всех живых систем, которым принадлежит ведущая роль в биосинтезе белка и передаче наследственных признаков… … Начала современного естествознания

Нуклеиновые кислоты состоят из аминокислот

Важнейшей характеристикой нуклеиновых кислот является их нуклеотидный состав. В состав нуклеотида — структурного звена нуклеиновых кислот — входят три составные части:

  • гетероциклическое азотистое основание — пиримидиновое или пуриновое;
  • моносахарид (пентоза) — рибоза или 2-дезоксирибоза;
  • остаток фосфорной кислоты.

Полный гидролиз нуклеиновых кислот

Аденин (А) и гуанин (Г) – производные пурина; цитозин (Ц), урацил (У), тимин (Т) – производные пиримидина.

В нуклеиновых кислотах содержатся основания 4-х разных видов: два из них относятся к классу пуринов и два – к классу пиримидинов.

Азот, содержащийся в кольцах азотистых оснований, придает молекулам основные свойства.

Гетероциклические азотистые основания

Пиримидиновые основания – производные пиримидина, входящие в состав нуклеиновых кислот: урацил, тимин, цитозин.

Для оснований, содержащих группу -ОН, характерно подвижное равновесие структурных изомеров, обусловленное переносом протона от кислорода к азоту и наоборот:

Пиримидиновые основания – входят в состав нуклеиновых кислот в кето-форме (лактамной форме).

Пуриновые основания — производные пурина, входящие в состав нуклеиновых кислот: аденин, гуанин.

Гуанин существует в виде двух структурных изомеров.

Углеводы (пентозы)

Рибоза и 2-дезоксирибоза относятся к моносахаридам, содержащим пять углеродных атомов. В зависимости от вида пентозы, присутствующей в нуклеотиде, различают два вида нуклеиновых кислот – рибонуклеиновые кислоты (РНК), которые содержат рибозу, и дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК), содержащие дизоксирибозу.

В состав нуклеиновых кислот они входят в циклических b-формах:

Ортофосфорная кислота

Нуклеиновые кислоты являются многоосновными кислотами, потому что в их молекулах содержатся остатки ортофосфорной кислоты Н3РО4.

Нуклеиновые кислоты состоят из аминокислот

Название работы: Белки, аминокислоты. Нуклеиновые кислоты

Категория: Конспект урока

Предметная область: Биология и генетика

Описание: Белки, аминокислоты. Нуклеиновые кислоты. Структура белков, функции белков в клетке, аминокислоты. Нуклеиновые кислоты. Тип урока — изучение нового материала. Цели: Рассмотреть особенности строения белковых молекул, познакомиться с функциями белков.

Дата добавления: 2013-02-26

Размер файла: 675 KB

Работу скачали: 23 чел.

Белки, аминокислоты. Нуклеиновые кислоты.

Структура белков, функции белков в клетке, аминокислоты. Нуклеиновые кислоты.

Тип урока — изучение нового материала.

Рассмотреть особенности строения белковых молекул, познакомиться с функциями белков в организме.

Познакомить учащихся с особенностями строения молекул ДНК и РНК, выявить различия между ними, рассмотреть виды РНК.

Продолжить формировать навыки самостоятельной работы с текстом учебника.

Орг. момент — 5 мин.

Устный опрос –15 мин.

Объяснение нового материала – 55 мин.

Постановка д.з. – 5 мин.

Ход урока (содержание).

[3]

3. Объяснение нового материала.

Состав, строение и функции белков.

Видео (кликните для воспроизведения).

Белки – это сложные органические соединения, представляющие собой гигантские полимерные молекулы, мономерами которых являются аминокислоты.

Общая формула аминокислоты:

Молекула аминокислоты состоит из двух одинаковых для всех аминокислот частей, одна из которых является аминогруппой ( — NH 2 ) с основными свойствами, другая — карбоксильной группой ( — COOH ) с кислотными свойствами. Часть молекулы, называемая радикалом R , у разных аминокислот имеет различное строение.

Между соседними аминокислотами возникает пептидная связь, на основе которой образуется соединение – полипептид.

  1. Первичная, или линейная. Представляет собой полипептидную цепочку – длинную цепь, последовательно присоединённых друг к другу аминокислот, связь пептидная.
  2. Вторичная. Полипептидная цепь туго скручивается в спираль, витки которой прочно соединены между собой водородными связями.
  3. Третичная. Свёрнутая в спираль молекула белка скручивается за счёт гидрофобных взаимодействий в ещё более плотную конфигурацию – третичную структуру. В результате многократного скручивания длинная и тонкая нить молекулы белка становится короче, толще и собирается в компактный комок – глобулу. Только глобулярный белок выполняет в клетке свои функции.
  4. Четвертичная. Объединение нескольких молекул (глобул) с третичной структурой в единый сложный комплекс.

Если нарушить структуры белка нагреванием или химическим воздействием, он теряет свои качества и раскручивается. Этот процесс называется денатурацией. Если денатурация затронула только третичную или вторичную структуру, то она обратима — белок может снова закрутиться в спираль и уложиться в третичную структуру (ренатурация). При этом восстанавливаются и функции данного белка.

Простые (протеины) – состоят только из аминокислот.

Сложные (протеиды) – состоят из аминокислот и небелковой части.

  1. Структурная – белки входят в состав всех клеточных мембран; мембран органоидов клетки; в соединение с ДНК – в состав хромосом; с РНК — в состав рибосом.
  2. Транспортная – присоединяют к себе химические элементы и переносят их к определённым клеткам.
  3. Двигательная — специальные сократительные белки участвуют во всех видах движения клеток и организма.
  4. Каталитическая функция связана со специальными биологическими катализаторами – ферментами, ускоряющими, либо замедляющими биохимические реакции в клетках, в организмах.
  5. Защитная функция проявляется в том, что в ответ на внедрение в организм чужеродных белков (антигенов) вырабатываются антитела, обеспечивающие иммунологическую защиту.
  6. Энергетическая – при расщеплении 1 г белка выделяется 17,6 кДж.
  7. Регуляторная (гормональная или рецепторная) — белки входят в состав многих гормонов, принимают участие в регуляции жизненных процессов.

Нуклеиновые кислоты впервые были обнаружены в ядрах клеток, в связи с чем и получили своё название. Есть два вида нуклеиновых кислот – дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота(РНК). Молекулы нуклеиновых кислот представляют собой очень длинные полимерные цепочки, мономерами которых являются нуклеотиды. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, моносахарида(рибозы или дезоксирибозы) и остатка фосфорной кислоты.

Схема строения нуклеотида.

[2]

Аденин – А У глевод: фосфат

Тимин – Т дезоксирибоза

Цитозин – Ц рибоза

Последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК всегда строго индивидуальна и неповторима для каждого биологического вида. Последовательность расположения нуклеотидов в молекуле ДНК определяет наследственную информацию клетки.

Читайте так же:  В каких продуктах есть л карнитин

Сравнительная характеристика ДНК и РНК.

Местонахождение в клетке

У эукариот – ядро, митохондрии, хлоропласты, у прокариот – цитоплазма.

Ядро, митохондрии, хлоропласты, цитоплазма, рибосомы.

Нуклеотиды, входящие в состав ДНК, содержат дезоксирибозу, одно из 4-х азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин, тимин (А, Г, Ц, Т) и остаток фосфорной кислоты.

Нуклеотиды, входящие в состав РНК, содержат рибозу, одно из 4-х азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин, тимин (А, Г, Ц, Т) и остаток фосфорной кислоты.

Состоит из двух полинуклеотидных цепочек, скрученных в виде двойной спирали в направлении слева направо. Нуклеотиды (мономеры) одной из цепочек соединяются парами с нуклеотидами другой цепочки посредством соединения их азотистых оснований: аденин (а) – с тимином (Т)(2 водородных связи), гуанин (Г) – с цитозином (Ц)(3 вод.сязи)

Состоит из одинарной полинуклеотидной цепочки.

Носитель наследственной информации: участки ДНК, кодирующие определённый белок, являются генами.

Обеспечивают синтез в клетке специфических для неё белков.

информационные РНК (иРНК) – переносят информацию о первичной структуре белков;

транспортные РНК (тРНК) – переносят аминокислоты к месту синтеза белка

рибосомные РНК (рРНК) –

вместе с белками образуют мельчайшие органоиды клетки – рибосомы, в которых происходит синтез белка.

Специфические свойства ДНК.

Молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей. При этом способность нуклеотидов к избирательному соединению в пары называется комплементарностью.

На этом свойстве основана способность молекулы ДНК удваиваться. Процесс удвоения ДНК называется репликацией.

Репликациия начинается с того, что двойная спираль ДНК раскручивается под действием фермента. Постепенно к каждой из 2-х цепочек достраивается компелементарная ей половина из соответствующих нуклеотидов. В результате получаются две молекулы из которых одна половина происходит от родительская молекулы, а вторая яляется вновь синтезированной, т.е. две новые молекулы ДНК представляют собой точную копию исходной молекулы. Способность ДНК к удвоению позволяет при делении клетки передавать наследственную информацию во вновь образующиеся клетки.

Шаг спирали (1 виток) -3,4 нм, между нуклеотидами – 0,34 нм, в каждом шаге 1- нуклеотидов, диаметр спирали – 2 нм.

Из параграфа 11 изобразить все структуры белковой молекулы в тетради.

В соответствии с принципом комплементарности достроить фрагмент второй цепи ДНК.

Сколько водородных связей в данном фрагменте?

Биология в лицее

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ

Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation

Нуклеиновые кислоты впервые были обнаружены в ядрах клеток, в связи с чем и получили свое название (лат. nucleus

– «ядро»). Есть два вида нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (сокращенно ДНК) и рибонуклеиновая кислота ( РНК).

Молекулы нуклеиновых кислот представляют собой очень длинные полимерные цепочки (тяжи), мономерами которых являются нуклеотиды

. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, моносахарида (рибозы или дезоксирибозы) и остатков фосфорной кислоты (от одного до трех). Азотистыми основаниями у ДНК являются аденин, гуанин, цитозин и тимин . У РНК место тимина занимает урацил. Цепочки из нуклеотидов соединяются через остаток фосфорной кислоты.

Нуклеотиды

— составные части нуклеиновых кислот, вещества, состоящие из:

  • азотистого основания (пуринового или пиримидинового);
  • углевода (рибозы или дезоксирибозы);
  • одного или нескольких остатков фосфорной кислоты.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК)

– важнейшее вещество в живой клетке. Молекула ДНК является носителем наследственной информации клетки и организма в целом. В клетках организмов каждого биологического вида определенное количество молекул ДНК на клетку. Последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК всегда строго индивидуальна и неповторима для каждого биологического вида.

Молекулы ДНК у всех эукариот находятся в ядре клетки и в органоидах – митохондриях и пластидах. У прокариот ядра нет, поэтому у них ДНК располагается в цитоплазме.

У всех живых существ молекулы ДНК построены по одному и тому же типу. Они состоят из двух полинуклеотидных цепочек

, скрученных в виде двойной спирали в направлении слева направо ( спирализованной макромолекулы, состоящей из двух цепей, образованных повторяющимися блоками — нуклеотидами ) . При этом азотистые основания обращены внутрь спирали и скреплены между собой водородными связями (наподобие застежки «молния»), а дезоксирибозы и остатки фосфорной кислоты находятся на внешней стороне двойной спирали.

Азотистые основания одной цепи соединены с азотистыми основаниями другой водородными связями по принципу комплементарности

: аденин соединяется только с тимином, гуанин — только с цитозином.

Последовательность расположения нуклеотидов в молекуле ДНК определяет наследственную информацию клетки.

Расшифровка структуры ДНК (1953 год) стала поворотным моментом в истории биологии. За выдающийся вклад в это открытие Фрэнсису Крику, Джеймсу Уотсону и Морису Уилкинсу была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине 1962 года.

Рибонуклеиновая кислота (РНК)

похожа по строению на ДНК, но ее молекулы состоят только из одной цепочки. Среди азотистых оснований в нуклеотидах вместо тимина (Т) присутствует урацил (У) и вместо дезоксирибозы – углевод (рибоза) . Молекулы РНК находятся в ядре, цитоплазме и некоторых органоидах клетки.

Значение молекулы РНК в жизни клетки огромно. Она служит посредником между ДНК и синтезируемыми белками, участвуя в процессе сборки мономеров (аминокислот) в полимер (полипептид).

По выполняемым функциям различают соответствующие типы РНК.

Информационные

, или матричные РНК (иРНК, или мРНК) содержат информацию о первичной структуре белков. Транспортные РНК (тРНК) переносят аминокислоты к месту синтеза белка. Рибосомные РНК (рРНК) содержатся в мельчайших органоидах клетки – рибосомах. Все эти РНК участвуют в синтезе белков.

Функции нуклеиновых кислот:

  • выполняют функции по хранению информации о структуре белковых молекул;
  • участвуют в механизмах реализации генетической информации в процессе синтеза клеточных белков.

Так как большинство свойств и признаков клеток обусловлено белками, стабильность нуклеиновых кислот — важнейшее условие нормальной жизнедеятельности организма.

Нуклеиновые кислоты играют важнейшую биологическую роль в клетке: молекулы ДНК хранят наследственную информацию, а молекулы РНК участвуют в процессах, связанных с передачей генетической информации от ДНК к белку.

Нуклеиновые кислоты являются обязательными компонентами не только всех живых клеток, но и вирусов.

Нуклеиновые кислоты состоят из аминокислот

Понятие и разновидности нуклеиновых кислот

Читайте так же:  Глютамин повышает артериальное давление

Нуклеиновые кислоты — важнейшие соединения, обусловливающие возможность существования и развития всех живых существ. Они играют основную роль в сохранении и реализации генетической информации. Нуклеиновые кислоты были открыты в середине 60-х годов XIX века швейцарским ученым Ф. Мішером. Изучая состав некоторых клеток, он изобрел неизвестное вещество биологического происхождения, которая существенно отличалась от известных на то время белков, жиров и углеводов. Он назвал это вещество нуклеїном, поскольку обнаружил его в ядрах клеток: от греческого слова писіеоз — ядро. Химический состав нуклеиновых кислот было окончательно установлено только в конце 30-х годов XX века, а их строение установили значительно позже ученые Дж. Уотсон и О. Крик, за что в 1953 году они были награждены Нобелевской премией.

Различают два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК), которые сохраняют генетическую информацию, и рибонуклеїнові кислоты (РНК), которые участвуют в процессах передачи генетической информации и биосинтеза белка в клетке. Основная отличие их химического состава заключается в том, что в молекулах ДНК содержатся остатки углевода дезоксирибози, а в молекулах РНК — рібози, что и отражается в их названиях.

Нуклеиновые кислоты представляют собой природные высокомолекулярные. соединения, намного сложнее, чем белки и полисахариды. Молекулярная масса нуклеиновых кислот колеблется от 100 тысяч до 60 миллиардов. Молекулы ДНК — самые крупные молекулы среди всех известных, их длина может достигать нескольких сантиметров, то есть в 10 миллионов раз больше, чем размеры обычных молекул. В клетках они многократно скрученные, чтобы занимать относительно небольшой объем, но если разложить в длину молекулы ДНК только одной клетки человека, они составили бы цепочку длиной несколько метров.

Это свидетельствует о большую сложность строения молекул нуклеиновых кислот, но основной принцип их строения оказался довольно простым. Цепи нуклеїновий кислот состоят из звеньев, которые постоянно повторяются,— нуклеотидов, специфическое повторение которых и обусловливает запись наследственной информации. Порядок, в котором расположены нуклеотиды, уникальный для каждого живого существа, как уникальная наследственная информация любого организма.

Нуклеотиды — это мономеры, из которых состоят нуклеиновые кислоты. Они также имеют довольно сложное строение. Каждый нуклеотид состоит из остатков трех соединенных молекул: нітрогеновмісної основания, углевода и ортофосфатной кислоты:

В молекулах ДНК встречаются четыре основных типа нітрогеновмісних оснований: аденин, гуанин, цитозин и тимин. В состав РНК вместо тимина входит близка ему по строением основание — урацил:

К состав каждого нуклеотида входит остаток углевода: в молекулах ДНК содержатся остатки дезоксирибози С5Н10О4, а в молекулах РНК другого углевода — рибози С5Н10О5:

Вместе с ортофосфатною кислотой углевод и нітрогеновмісна основа образуют нуклеотид. Например, нуклеотид, образованный рибозою и цитозином имеет следующий вид:

Нуклеотиды, объединяясь друг с другом, образуют полінуклеотидний цепь. Молекула РНК состоит из одного такого цепи, а в подавляющем большинстве случаев молекула ДНК построена из двух полинуклеотидных цепей:

Эти цепи соединяются между собой водородными связями по строгим правилам: тимин с одной цепи соединяется только с аденіном с противоположной цепи, а цитозин — только с гуанином. Соединившись, две полинуклеотидных цепи сворачиваются в спираль, таким образом, молекула ДНК представляет собой двойную спираль.

В клетках живых существ молекулы ДНК соединяются с особыми, так называемыми ядерными белками, многократно сворачиваются и образуют хромосомы:

В живых организмах содержится множество различных белков, каждый из них выполняет специализированную для него функцию. При этом функциональные возможности и специализация того или иного белка определяется его строением, в частности расположением в их молекулах аминокислот. Информация о амінокислотну последовательность каждого белка, который синтезируется в организме, закодирована именно в молекуле ДНК.

Нуклеиновые кислоты — основные «действующие лица» синтеза белковых молекул. Все, что необходимо клетке для жизни, запрограммировано в отрезках молекулы ДНК — генах. Но сами гены белок не синтезируют. Закодированная в них информация реализуется молекулами РНК. Прежде всего с гена снимается «чертеж» в молекуле ДНК синтезируется молекула информационной РНК. Подобно тому, как в типографии печатают книги, на молекуле информационной РНК, как на матрице, синтезируется молекула определенного белка, а отдельные аминокислоты для его синтеза поставляются так называемой транспортной РНК.

Иногда молекулы ДНК повреждаются различными мутагенами. К ним относятся некоторые вещества, включая никотин и большинство компонентов табачного дыма, и электромагнитное излучения: радиоактивное, ультрафиолетовое и рентгеновское. Под действием мутагенов разрушается молекула ДНК или модифицируются некоторые нитрогеносодержащие основы — происходят мутации. Как следствие, информация, закодированная в ДНК, изменяется и в клетке может прекратиться синтез определенного белка или синтезируется несколько модифицированный белок, который неправильно выполняет свои функции. Подобные изменения в большинстве случаев приводят к фатальным изменениям в организме: развитие раковых опухолей, различные тяжелые заболевания, а также рождения детей, больных генетические заболевания, которые вылечить невозможно: серповидная анемия, синдром Дауна и тому подобное.

Итак, нуклеиновые кислоты незаменимы для жизни, размножения и существования любой живого существа: от микроскопического вируса до огромного животного.

Нуклеиновые кислоты состоят из аминокислот

Описаны многочисленные методики выделения нуклеиновых кислот из природных источников. Основными требованиями, предъявляемыми к методу выделения, являются эффективное отделения нуклеиновых кислот от белков, а также минимальная степень фрагментации полученных препаратов. Типичная методика приводится в работе [7] . Клеточные стенки исследуемого биологического материала разрушаются одним из стандартных методов, а затем обрабатываются анионным детергентом. При этом белки выпадают в осадок, а нуклеиновые кислоты остаются в водном растворе. ДНК может быть осаждена в виде геля осторожным добавлением этанола к её солевому раствору.

Нуклеиновые кислоты легко деградируют под действием особого класса ферментов — нуклеаз. В связи с этим при их выделении важно обработать лабораторное оборудование и материалы соответствующими ингибиторами. Так, например, при выделении РНК широко используется такой ингибитор рибонуклеаз как DEPC.

Химические свойства

Нуклеиновые кислоты хорошо растворимы в воде, практически не растворимы в органических растворителях. Очень чувствительны к действию температуры и критических значений уровня pH. Молекулы ДНК с высокой молекулярной массой, выделенные из природных источников, способны фрагментироваться под действием механических сил, например при перемешивании раствора. Нуклеиновые кислоты фрагментируются ферментами — нуклеазами.

Читайте так же:  Бса аминокислоты для чего

Полимерные формы нуклеиновых кислот называют полинуклеотидами. Цепочки из нуклеотидов соединяются через остаток фосфорной кислоты (фосфодиэфирная связь). Поскольку в нуклеотидах существует только два типа гетероциклических молекул, рибоза и дезоксирибоза, то и имеется лишь два вида нуклеиновых кислот — дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК).

Видео (кликните для воспроизведения).

Мономерные формы также встречаются в клетках и играют важную роль в процессах передачи сигналов или запасании энергии. Наиболее известный мономер РНК — АТФ, аденозинтрифосфорная кислота, важнейший аккумулятор энергии в клетке.

  • ДНК — Дезоксирибонуклеиновая кислота. Сахар — дезоксирибоза, азотистые основания: пуриновые — гуанин (G), аденин (A), пиримидиновые — тимин (T) и цитозин (C). ДНК часто состоит из двух полинуклеотидных цепей, направленных антипараллельно.
  • РНК — Рибонуклеиновая кислота. Сахар — рибоза, азотистые основания: пуриновые — гуанин (G), аденин (A), пиримидиновые урацил (U) и цитозин (C). Структура полинуклеотидной цепочки аналогична таковой в ДНК. Из-за особенностей рибозы молекулы РНК часто имеют различные вторичные и третичные структуры, образуя комплементарные участки между разными цепями.

Примечания

  1. J.Liebig (1847). «». Annalen62: 257.
  2. Edmund B. WilsonAn Atlas of the Fertilization and Karyokinesis of the Ovum — New York: Macmillan, 1895. — P. 4.
  3. P.A.Levene (1921). «». J.Biol.Chem.48: 119.
  4. Во время выдвижения «тетрануклеотидной структуры» химики критически относились к самой возможности существования макромолекул, вследствие чего ДНК была приписана структура с низкой молекулярной массой
  5. W.Klein, S.J.Thannhauser (1935). «». Z. physiol. Chem.231: 96.
  6. J. D. Watson, F. H. C. Crick (1953). «Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid». Nature171: 737 — 738. DOI:doi:10.1038/171737a0.
  7. Ernest R. M. Kay, Norman S. Simmons, Alexander L. (1952). «An Improved Preparation of Sodium Desoxyribonucleate». J. Am. Chem. Soc.74 (7): 1724–1726. DOI:10.1021/ja01127a034.

Литература

  • Бартон Д., Оллис У.Д. Общая органическая химия — Москва: Химия, 1986. — Т. 10. — С. 32—215. — 704 с.
  • Франк-Каменецкий М.Д. Самая главная молекула — Москва: Наука, 1983. — 160 с.
Типы нуклеиновых кислот
Азотистые основания Пурины (Аденин, Гуанин) | Пиримидины (Урацил, Тимин, Цитозин) Нуклеозиды Аденозин | Гуанозин | Уридин | Тимидин | Цитидин Нуклеотиды монофосфаты (АМФ, ГМФ, UMP, ЦМФ) | дифосфаты (АДФ, ГДФ, УДФ, ЦДФ) | трифосфаты (АТФ, ГТФ, УТФ, ЦТФ) | циклические (цАМФ, цГМФ, cADPR) Рибонуклеиновые кислоты РНК | мРНК | тРНК | рРНК | антисмысловые РНК | gRNA | микроРНК | некодирующие РНК | piwi-interacting RNA | shRNA | малые интерферирующие РНК | малые ядерные РНК | малые ядрышковые РНК | тмРНК Дезоксирибонуклеиновые кислоты ДНК | кДНК | Геном | msDNA | Митохондриальная ДНК Аналоги нуклеиновых кислот en:glycerol nucleic acid | en:locked nucleic acid | ПНК | ТНК | Морфолино Типы векторов en:phagemid | Плазмиды | Фаг лямбда | en:cosmid | en:P1 phage | en:fosmid | en:Bacterial artificial chromosome | en:Yeast artificial chromosome | en:Human artificial chromosome

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Нуклеиновые кислоты» в других словарях:

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ — полинуклеотиды, фосфорсодержащие биополимеры, имеющие универсальное распространение в живой природе. Впервые обнаружены Ф. Мишером в 1868 в клетках, богатых ядерным материалом (лейкоцитах, сперматозоидах лосося). Термин «Н. к.» предложен в 1889.… … Биологический энциклопедический словарь

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ — (полинуклеотиды), высокомолекулярные органические соединения, образованные остатками нуклеотидов. В зависимости от того, какой углевод входит в состав нуклеиновой кислоты дезоксирибоза или рибоза, различают дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и… … Современная энциклопедия

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ — (полинуклеотиды) высокомолекулярные органические соединения, образованные остатками нуклеотидов. В зависимости от того, какой углевод входит в состав нуклеиновой кислоты дезоксирибоза или рибоза, различают дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и… … Большой Энциклопедический словарь

[1]

Нуклеиновые кислоты — (полинуклеотиды), высокомолекулярные органические соединения, образованные остатками нуклеотидов. В зависимости от того, какой углевод входит в состав нуклеиновой кислоты – дезоксирибоза или рибоза, различают дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ — НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ, соединения, состоящие из остатков фосфорной кислоты, пуриновых и пиримидиновых оснований и углевода. Входят в качестве простетической (небелковой) группы в состав т. н. нуклео протеидов (см.), участвуя в построении клеточного … Большая медицинская энциклопедия

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ — НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ, химические макромолекулы, присутствующие во всех живых организмах и в вирусах. Существует два типа нуклеиновых кислот: ДНК (дезоксирибонуклеиновая) хранит ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД, который является системой записи наследственной… … Научно-технический энциклопедический словарь

нуклеиновые кислоты — – высокомолекулярные соединения, мономерами которых служат нуклеотиды … Краткий словарь биохимических терминов

нуклеиновые кислоты — (полинуклеотиды), высокомолекулярные органические соединения, образованные остатками нуклеотидов. В зависимости от того, какой углевод входит в состав нуклеиновой кислоты дезоксирибоза или рибоза, различают дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и… … Энциклопедический словарь

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ — биополимеры, состоящие из остатков фосфорной кислоты, сахаров и азотистых оснований (пуринов и пиримидинов). Имеют фундаментальное биологическое значение, поскольку содержат в закодированном виде всю генетическую информацию любого живого… … Энциклопедия Кольера

Нуклеиновые кислоты — они же полинуклеотиды, они же биополемеры, построенные из большого числа остатков нуклеотидов; постоянная и необходимая составная часть всех живых систем, которым принадлежит ведущая роль в биосинтезе белка и передаче наследственных признаков… … Начала современного естествознания


Источники


  1. Лысов, П. К. Анатомия человека (с основами спортивной морфологии). Учебник. В 2 томах. Том 1 / П.К. Лысов, М.Р. Сапин. — М.: Academia, 2015. — 240 c.

  2. 100 великих спортсменов; Вече — Москва, 2012. — 432 c.

  3. Очерки по истории физической культуры. — М.: Физкультура и спорт, 2017. — 208 c.
Нуклеиновые кислоты состоят из аминокислот
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here