Нуклеинова киселина - естествени макромолекулни биополимери, осигурява съхранение и предаване на наследствени (генетични) информация в живите организми.
Макромолекула е нуклеинова киселина с молекулно тегло от 10,000 далтона до няколко милиона, открит през 1869 г. от швейцарския химик Е. Miescher в ядрата на бели кръвни клетки, които съставляват гной, оттам и името (Nucleus - ядро).
Нуклеиновите киселини са полимери мономерите от които са нуклеотиди. Всеки нуклеотид се състои от азотна база, пентоза захар, и остатък на фосфорна киселина. Нуклеотида дълги молекули са изградени - полинуклеотиди.
фосфат и захар
Фиг. Структурата на нуклеотид.
Захар. част от нуклеотид съдържа пет въглеродни атома, т.е.. д. представлява пентоза. В зависимост от вида на пентози, присъстващи в нуклеотид два вида нуклеинови киселини - рибонуклеинови (РНК), които съдържат рибоза. и дезоксирибонуклеинова киселина (ДНК), съдържащи деоксирибоза (С5 H10 O4).
Base. в двата вида нуклеинови киселини, съдържа четири различни вида: две от тях принадлежат към класа на пурини и две - класа на пиримидини. Сред пурини включва аденин (А) и гуанин (G) и пиримидини сред - цитизин (В) и тимин (Т), или урацил (U) (съответно, в ДНК или РНК).
Нуклеиновите киселини са киселини, тъй като неговата молекула съдържа фосфорна киселина.
Ролята на нуклеотиди в организма не се ограничава с това, че те са градивните елементи на нуклеинови киселини; някои от най-важните коензими също са nukoeotidy бухал. Такива са, например, аденозин трифосфат (АТР), никотинамид аденин динуклеотид (NAD), никотинамид аденин динуклеотид фосфат (NADP) и флавин аденин динуклеотид (FAD).
ядрени, цитоплазмената иРНК тРНК рРНК
Понастоящем голям брой известни видове на ДНК и РНК, различаващи се една от друга по структура и значение в обмяната на веществата.
Пример: в бактериите Escherichia E.coli клетка съдържа около 1000 различни нуклеинови киселини, и още повече при животни и растения.
Всеки вид организъм съдържа своя характерен само за него, набор от тези киселини. ДНК е локализиран предимно в хромозомите на клетъчното ядро (99% от общия клетъчен ДНК), и в митохондриите и хлоропласти. РНК е част от ядърце, митохондрии рибозоми, пластидите и цитоплазмата.
ДНК молекулата е универсален носител на генетичната информация в клетките. Това се дължи на структурата и функциите на тази молекула атрибути са наследени - от родителите на потомството, т.е. направи универсално свойство на живота - наследственост. ДНК молекули, - най-големите биополимерите.
Структурата на ДНК се дешифрира през 1953 г. от Джордж. Watson и Crick. За това откритие са получили Нобелова награда.
Според модела на ДНК чрез Watson - Крик. ДНК молекулата се състои от две полинуклеотидни вериги усукани надясно около същата ос. образувайки двойна спирала. Rasplozhen антипаралелен верига, т.е. един към друг. Две полинуклеотидни вериги комбинирани в единична ДНК молекула чрез водородно свързване, настъпващи между азот базови различни нуклеотидни вериги.
.. спирала вериги двойни взаимно допълващи се, т.е. базово сдвояване появява в строго съответствие аденин свързан с тимин и гуанин - с цитозин.
броят на аденин нуклеотиди е номер тимидилова. и броя на гуанин - номер cytidylic. Този модел се нарича "правила Chargaff си."
Стриктното спазване на нуклеотиди подредени в сдвоени антипаралелни вериги на ДНК, наречен допълване. Това свойство е в основата на формирането на нови ДНК молекули, въз основа на оригиналната молекула.
По този начин, на двойната спирала се стабилизира чрез множество водородни свойства (между А и Т, образувани от две, и между G и С - три) и хидрофобни взаимодействия.
По оста на молекулите съседни двойки бази, разположени на разстояние от 0.34 пМ един от друг. Пълен спирала оборот е 3.4 пМ, т. Е. 10 базови двойки (един оборот). Диаметърът на спиралата - 2 пМ. Разстоянието между двете въглехидратни компоненти на сдвоени нуклеотиди от 1.1 пМ. Дължината на молекулата нуклеинова киселина в стотици хиляди нанометра. Това е значително по-голям от основен протеин макромолекулата, която в несгънато положение достигне не повече от 100-200 нм дължина. Тегло ДНК молекула е 6 х 10 -12 грама
Процесът на ДНК репликация, предложен от Watson и Crick е известен като semiconservative репликация.
Репликация (удвояване), дава възможност да се поддържа постоянство на структурата на ДНК. Синтезираният ДНК молекула напълно идентична с последователността на нуклеотиди. Ако под влиянието на различни фактори в процеса на репликация на ДНК молекула са промени в броя и последователността на нуклеотида възникнат мутации. Способността на ДНК молекули, които произтичат правилно климата и за възстановяване на оригиналния нарича репарациите.
1) за съхранение на генетичната информация.
ДНК съхранява информация под формата на нуклеотидни последователности.
2) Играй и прехвърляне на генетична информация.
Възможността за прехвърляне на информация на хромозомите на дъщерни клетки дава възможност да се разделят в хроматиди последвано удвояване ДНК молекули. Тя е кодирана генетична информация за последователността на аминокиселините в протеиновата молекула. ДНК област провеждане информация за единична полипептидна верига, се нарича ген.
ДНК присъства в хромозоми като структурен компонент, че е химична основа на хромозомна генетичен материал (гени).
4) ДНК е шаблон за създаване на РНК молекули.
РНК се намира във всички живи клетки под формата на едноверижни молекули. Тя се различава от ДНК с това, че съдържа като пентози рибоза (вместо дезоксирибоза) и като една от базите пиримидинови - урацил (вместо тимин). Има три вида на РНК. Тази матрица, или информация, РНК (иРНК, тРНК), прехвърляне на РНК (тРНК) и рибозомна РНК (иРНК). И трите се синтезират директно върху ДНК, и количеството на РНК във всяка клетка зависи от количеството на протеина, продуциран от клетката.
За разлика от ДНК, РНК молекули са единични линейна верига биополимер, който се състои от нуклеотиди.
Двойна верижна РНК се използват за съхранение и възпроизвеждане на генетичната информация от някои вируси, т.е. изпълняват своята функция на хромозомите - вирусната РНК.
Нуклеотидите една РНК молекула може да влезе в отношения с други допълнителни нуклеотиди на същата верига, в резултат на образуването на вторичната и третичната структура на РНК молекули.
Фиг. Структурата на прехвърляне на РНК.
Ribisomalnaya РНК (иРНК) е 85% от общата клетъчна РНК се синтезира в ядърце, съединение с протеин част на рибозомата, митохондриите (митохондриална РНК) и пластиди (пластид РНК). Той съдържа 3-5 хиляди. Нуклеотиди. На рибозоми е протеинов синтез.
Функция. рРНК извършва структурна функция (част от рибозомите) и участва в образуването на активния център на рибозоми, където образуването на пептидни връзки между аминокиселинните молекули в процеса на протеин биосинтеза.
Информационна РНК (иРНК) е 5% от общата РНК в клетките. Той се синтезира в процеса на транскрипция в определена област на молекулата на ДНК - ген. Според структурата на иРНК допълнителни региони на ДНК молекули, които носят информация за синтез на специфичен протеин. дължина иРНК зависи от дължината на региона на ДНК от която се чете информацията (може да се състои от нуклеотиди 300-30000)
Функция. иРНК носи информация за синтез на протеин от ядрото към цитоплазмата на рибозомата и се превръща в матрица за синтеза на протеиновите молекули.
Транспорт РНК (тРНК) е около 10% от РНК се синтезира в ядърце, има къса верига от нуклеотиди, и се съхранява в цитоплазмата. Той разполага с функция трилистник. Всяка аминокиселина има своя собствена група от тРНК молекули. Те доставят съдържа в цитоплазмата на аминокиселини на рибозомата.
Функция. в единия край е триплетни нуклеотиди (антикодон), кодираща конкретен аминокиселина. В другия край на триплет от нуклеотиди, свързани чрез амино киселина. За всяка аминокиселина - му тРНК.
Свързани статии