Строение нуклеотидов

Общая структура нуклеиновых кислот

Нуклеиновые кислоты – высокомолекулярные органические соединения - биополимеры, мономерами которых является нуклеотиды, поэтому их также называют полинуклеотиды. Термин нуклеиновые кислоты был предложен немецким химиком Р.Альтманом в 1889 году, после того, как эти соединения были открыты в 1868 году швейцарским врачом Ф. Мишером, в ядрах клеток содержимого гнойной раны.

В живом организме присутствуют два типа нуклеиновых кислот: ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота; последняя представлена тремя видами: мРНК (матричная РНК), тРНК (транспортная РНК) и рРНК (рибосомальная РНК). Молекулярная масса ДНК варьирует от 1 тысячи до 1 миллиона кДа; РНК - от 20 до 70 кДа.

Биологическая функция нуклеиновых кислот была установлена в 40 гг 20 века О. Т. Эвери, К.Мак- Леодом и М. Мак-Карти и заключается в хранении, воспроизведении и передаче на белок генетической информации. В 1953 году Дж.Уотсон и Ф. Крик сообщили о расшиф- ровке молекулярной и пространственной структуры ДНК; с этого момен- та биология начала новою эру познании материи - эру молекулярной биологии.

Каждый нуклеотид содержит 3 химически различных компонента: гетероциклическое азотистое основание, моносахарид (пентозу) и остаток фосфорной кислоты ( рис.64 )

Азотистое основание (NB)

Сахар (Rb)

3′ 5′

Рис.64. Компоненты нуклеотида

В состав нуклеиновых кислот входят азотистые основания двух типов: пиримидиновые и пуриновые. Пиримидиновые основания состоят из шестичленного кольца; в состав нуклеотидов входят его производные: урацил (У), цитозин (Ц), тимин (Т) (рис.65).

Рис. 65. Пиримидиновые основания (Из: Жеребцов, 2002)

Пуриновые основания содержат два кольца – пятичленное и шестичленное; в состав нуклеотидов входят два его производных: аденин (А) и гуанин (Г) (рис.66).

Рис.66. Пуриновые основания (Из: Жеребцов, 1986)

Аденин, гуанин, цитозин, входят в состав и ДНК и РНК. Тимин входит только в состав ДНК, урацил - только в РНК; урацилотличается от тимина отсутствием метильной (СН3) группы в 5 положении пиримиди- нового кольца. Нумерация атомов кольца записывается внутри кольца (рис.67).

Рис.67. Пуриновые и пиримидиновые основания (Из: Жеребцов, 1986)

Пентозы в нуклеотидах представлены либо рибозой (в составе РНК), либо дезоксирибозой (в составе ДНК). Нумерации атомов производится с внешней стороны кольца с добавлением штриха (`) -1`,2`,3`,4`и 5`(рис.68).

Рис.68. Строение пентозы

Обе пентозы различаются вторым углеродным атомом: в рибозе он связан с ОН-группой, а у дезоксирибозы с Н-водородом.

Пентоза соединяется с азотистым основанием N-гликозидной связью, образованной С1-атомом пентозы и N1-атомом пиримидина или N9-атомом. Соединение пентозы и азотистого основания называется - нуклеозид и относится к N-нуклеозидам ( рис.69 ).

Рис.69. Формулы некоторых нуклеозидов

В составе ДНК и РНК входят следующие нуклеозиды, являющиеся мажорными (главными).

Дата добавления: 2015-06-04