«Нуклеїнові кислоти»
План
1. Загальна характеристика і склад нуклеопротеїдів.
2. Структурні елементи нуклеїнових кислот:
а). нуклеозид;
б). нуклеотид;
в). нуклеїнова кислота.
3. Класифікація і будова нуклеїнових кислот.
4. Біологічна роль нуклеїнових кислот.
На особливу увагу, завдяки виконуваним функціям, заслуговують складні білки – нуклеопротеїди.
Нуклеопротеїди містяться в кожній клітині живого організму, входячи до складу клітинних ядер, субклітинних структур.
Нуклеїнові кислоти були відкриті швейцарським вченим Мішером І.Ф. із ядер клітин гною у вигляді білкової сполуки нуклеїну.
Вивчаючи будову було встановлено, що при гідролізі нуклеопротеїди розпада-ються на білковий компонент та нуклеїнові кислоти.
Нуклеопротеїди – складні білки простетичною групою яких є нуклеїнові кислоти. Білковий та простетичний компоненти зв‘язані між собою за допомо-гою електростатичних, водневих і координаційних зв‘язків.
В залежності від будови простетичної групи, нуклеопротеїди поділяють на :
дезоксирибонуклеопротеїди – простетична група яких ДНК;
рибонуклеопротеїди – простетичною групою яких є РНК.
Являючись простетичними групами нуклеопротеїнів саме нуклеїнові кислоти зберігають (ДНК) і передають (РНК) спадкову інформацію.
Нуклеїнові кислоти – високомолекулярні органічні сполуки які побудовані з великої кількості мононуклеотидів. При гідролізі розкладаються до азотистих основ, пентоз і фосфорної кислоти.
В гідролізаті нуклеїнових кислот було знайдено 5 азотистих основ, дві з них, аденін і гуанін – похідні гетероциклічної сполуки пурину тому їх називають пуриновими азотистими основами:
NH2 OH
N N N N N N
N NH N NH H2N N NH
пурин аденін гуанін
(6–амінопурин) (2–аміно–6–оксипурин)
Інші три – похідні шестичленного гетероциклу піримідину, тому їх називають піримідиновими основами (урацил, тимін, цитозин):
OH OH NH2
CH3
N N N N
N HO N HO N HO N
піримідин урацил тимін цитозин
Урацил за систематичною номенклатурою має назву – (2,4-диоксіпіримідин), тимін – (5-метил-2,4-диоксіпіримідин), цитозин – (2– оксі–4–амінопіримідин).
Крім азотистих основ в гідролізаті також знайшли залишки пентоз, а саме рибози і дезоксирибози у вигляді –аномерів:
HOCH2 O OH HOCH2 O OH
H H H H
H H H H
OH OH HO H
–рибофураноза –дезоксирибофураноза
Порівнюючи якісний і кількісний склад гідролізатів нуклеїнових кислот, вчені помітили деякі відмінності:
I–й тип гідролізатів II–й тип гідролізатів
Дезоксирибоза Рибоза
аденін аденін
гуанін гуанін
цитозин цитозин
фосфорна кислота фосфорна кисота
тимін урацил
I–й тип гідролізатів містить вуглевод дезоксирибозу, тому цілий ряд нуклеїнових кислот що мають гідролізат такого типу було названо дезоксирибонуклеїнови-ми (ДНК).
II–й тип гідролізатів містить вуглеводневий компонент рибозу, тому нуклеїнові кислоти що його містять називають рибонуклеїновими (РНК) кислотами.
Структурною частиною нуклеїнової кислоти є нуклеотид до складу якого входять азотиста основа, вуглевод і фосфорна кислота.
В результаті взаємодії гідроксилу вуглеводу (рибози чи дезоксирибози) який знаходиться біля першого атома вуглецю з атомом водню біля 9-го атома азоту азотистої основи з утворенням нового зв‘язку N–H ( в результаті відщеплення молекули води), утворюється нуклеозид.
NH2
N N
N N
H
HOCH2 O OH
H H
H H
OH OH
NH2
N N
N N
+ H2O
HOCH2 O
H H Нуклеозид – аденозин
H H
OH OH
Якщо в утворенні нукленозиду бере участь азотиста основа гуанін, то нуклеозид буде мати назву – гуанозин; якщо урацил – уридин; цитозин – цитидин; тимін – тимідин.
В результаті приєднання фосфорної кислоти до 5–ї гідроксильної групи пентози в складі нуклеозиду за рахунок складноефірного зв‘язку, утворюється структур-на частина нуклеїнової кислоти – нуклеотид.
NH2
N N
OH N N
HO–P=O
+ OH
HOCH2 O
H H
H H
OH OH
NH2
N N
OH N N
O=P
OH O + H2O
CH2 O
H H Нуклеотид – аденілова кислота.
H H
OH OH
Якби в утворенні нуклеотиду брав участь нуклеозид гуанозин, то назва нуклео-тиду була б відповідно – гуанілова кислота; уридин – уридилова кислота; цитидин – цитидинова кислота; тимідин – тимідинова кислота.
До складу молекули нуклеїнової кислоти може входити від 80 до 1000000 нуклеотидних залишків які зв‘язуються між собою зв‘язками, що утворюються в результаті взаємодії 3-ї спиртової групи пентози одного нуклеотиду та фосфор-ного гідроксилу що знаходиться біля 5-го атома вуглецю пентози другого нуклеотиду, утворюючи при цьому молекулу нуклеїнової кислоти. ............
