Нуклеиновые кислоты. ДНК и РНК

ДНК

1.      Мономер — нуклеотид (дезоксирибонуклеотид).

2.      ДНК имеет две цепи.

3.      Сахар дезоксирибоза (пентоза).

4.      Остаток фосфорной кислоты.

5.      Азотистые основания. Пуриновые: аденин, гуанин. Пиримидиновые: цитозин, тимин.

РНК

1.      Мономер — нуклеотид (рибонуклеотид).

2.      РНК имеет одну цепь.

3.      Сахар рибоза (пентоза).

4.      Остаток фосфорной кислоты.

5.      Азотистые основания. Пиримидиновые: урацил, цитозин. Пуриновые: аденин, гуанин.

Тимин отличается от урацила присутствием метильной группы СH_3-.Содержание РНК в клетке колеблется, при активном синтезе белка увеличивается. тРНК (10 процентов от обще массы РНК в клетке), рРНК (90%), иРНК(0,5–1%). ВНИМАНИЕ! ДНК расположена всегда внутри ядра клетки и не выходит из него (если ядро имеется). Все виды РНК синтезируются на основе ДНК в ядре, могут покидать ядро и выходить в цитоплазму к тому месту, где идет синтез белка.

История открытия нуклеиновых кислот

1.      В 1868 год у швейцарский биохимик Фридрих Мишер первым открыл и исследовал нуклеиновые кислоты.

2.      В 1951 году Эрвин Чаргафф, американский биохимик, доказал наличие четырех азотистых оснований в ДНК, причем установил, что количество А=Т (две водородные связи), Ц=Г (три водородные связи). Таким образом, число пуриновых оснований всегда одинаково с числом пиримидиновых — это правило Чаргаффа.

3.      В 1953 году американский биохимик Джеймс Уотсон в тандеме с английским физиком Фрэнсисом Криком изучили строение молекулы ДНК, выяснили, что пуриновые и пиримидиновые основания расположены в ее сердцевине, а сахарофосфатный остов на периферии. Более того, данные ученые утверждали, что чередование пар нуклеотидов отличает гены друг от друга, и генетическая информация закодирована в их последовательности. Цепи имеют азотистые основания, соединенные по принципу дополнения, или комплементарности.

4.      В те же годы группа английского ученого Александера Тодда выявила строение связей в молекуле ДНК, соединяющих нуклеотиды одной цепи. Фосфодиэфирные связи — связи между углеродным атомом дезоксирибозы в 5-штрих положении с углеродным атомом другой дезоксирибозы в 3-штрих положении через остаток фосфорной кислоты.

Антипараллельность ДНК

1.      Антипараллельность — ориентация цепей ДНК: напротив 5-штрих конца одной цепи находится 3-штрих конец другой цепи. У некоторых фагов ДНК имеет одну цепь, кольцевую.

2.      ДНК из двух цепей могут быть и кольцевыми, и линейными. У бактерий, в хлоропластах и митохондриях только кольцевая ДНК, у всех высших созданий, растений, грибов, животных — линейная.

АТФ

1.      АТФ — мононуклеотид. Она, как и липиды, не является полимером.

2.      В составе АТФ имеются аденин, рибоза, три остатка фосфорной кислоты. В АТФ две макроэргические связи — между первым и вторым, вторым и третьим остатками фосфорной кислоты.

3.      В результате реакции гидратации АТФ расщепляется с выделением энергии до АДФ и Ф: АТФ с = АДФ+Ф+E (30 кДж/моль). В результате реакции гидратации АДФ расщепляется с выделением энергии до АМФ и Ф: АДФ плюс вода = АМФ+Ф+E.

4.      АМФ — самое энергетически «бедное» соединение, образующееся после расщепления АДФ.

5.      АТФ очень быстро распадается и живет всего 1 минуту. Она расщепляется и восстанавливается 2400 раз в сутки.

6.      АТФ образуется в цитоплазме и митохондриях клеток животных, в хлоропластах растений.

7.      Энергия АТФ идет на сокращение мышц, тепло, биосинтез веществ, работу нервной системы. Очень много АТФ тратится на фагоцитоз и пиноцитоз, экзоцитоз (секреции веществ). Около трети всей АТФ клетки расходуется на перекачку ионов натрия и калия через мембрану.

8.      Обратное всасывание кровью полезных веществ в почечных канальцах требует затраты АТФ, как и канальцевая секреция. Также АТФ нужна в условиях диффузии, когда она идет против градиента концентрации.