Распад нуклеиновых кислот

Полимерные молекулы нуклеиновых кислот расщепляются в тканях преимущественно гидролитическим путем при участии специфических ферментов, относящихся к нуклеазам. Различают эндонуклеазы, разрывающие внутренние межнуклеотидные связи в молекулах ДНК и РНК, вызывающие деполимеризацию нуклеиновых кислот с образованием олигонуклеотидов, и экзонуклеазы, катализирующие гидролитическое отщепление концевых мононуклеотидов от ДНК и РНК или олигонуклеотидов. Имеются также ферменты, катализирующие распад нуклеиновых кислот, например, посредством трансферазной реакции.

Известно несколько групп нуклеаз. Дезоксирибонуклеазы I катализируют разрыв внутренних фосфодиэфирных связей в одной из двух цепей молекулы ДНК между
3^/-м углеродным атомом дезоксирибозы и остатком фосфата с образованием низкомолекулярных олигодезоксирибонуклеотидов.

Дезоксирибонуклеазы II вызывают деполимеризацию молекулы ДНК в результате парных разрывов фосфодиэфирных связей обеих цепей ДНК с образованием более крупных олигодезоксирибонуклеотидов.

Рестриктазы – ферменты ДНК-азного типа действия – катализируют распад чужеродной (в основном фаговой) ДНК в строго определенных участках молекулы. Рестриктазы оказывают строго специфическое действие, поэтому они используются для расшифровки последовательности нуклеотидных остатков в ДНК фагов и вирусов и находят широкое применение в генетической инженерии при создании рекомбинантных геномов.

Распад пуриновых нуклеозидов.Образовавшиеся при гидролизе пуриновые нуклеозиды – аденозин и гуанозин – подвергаются ферментативному распаду в организме животных. Распад активно протекает в печени, почках, слизистой кишечника. Конечным продуктом пуринового обмена у человека, приматов, большинства животных является мочевая кислота.

У части рептилий и некоторых млекопитающих мочевая кислота расщепляется до аллонтаина и у рыб – до аллантоиновой кислоты и мочевины.

Распад пиримидиновых нуклеозидов. Распад пиримидиновых нуклеотидов начинается с превращения нуклеотидов в нуклеозиды, а затем в свободные азотистые основания – урацил и тимин. Распад тимина и урацила приводят к образованию b-аланина и b-аминоизомасляной кислоты. Конечными продуктами реакции распада являются также СО₂, NH₃, мочевина.

Вопросы и задачи

1. Какие ферменты участвуют в гидролизе нуклеиновых кислот?

2. С какого соединения начинается пуриновый цикл?

3. Напишите реакции синтеза пуриновых нуклеотидов.

4. Какое соединение образуется на первой стадии синтеза пиримидиновых нуклеотидов?

5. Что необходимо для превращения GDP в GTP?

6. Репликация ДНК происходит полуконсервативным способом. Что это означает?

7. Какие ферменты участвуют в синтезе ДНК?

Рекомендуемая литература

1. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. – М.: Медицина, 1998. – 704 с.

2. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика: Учеб. пособие. – Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та: Сиб. унив. изд-во, 2002. – 459 с.

3. Коничев А.С. Молекулярная биология: Учеб. для студ. пед. вузов / А.С. Коничев, Г.А. Севастьянова. – М.: Изд. центр «Академия», 2003. – 400 с.

4. Комов В.П. Биохимия. – М.: Дрофа, 2004. – 640 с.

5. Сингер М., Берг П. Гены и геномы: В 2 т. – Т.1. – Пер. с англ. – М.: Мир, 1998. – 373 с.

6. Филлипович Ю.Б. Основы биохимии: Учебник для хим. и биол. спец. ун-тов и ин-тов. – М.: Изд-во «Агар», 1999. – 512 с.

7. Чиркин А.А. Практикум по биохимии: Учеб. пособие. – Мн.: Новое издание, 2002. – 512 с.

8. Эллиот В. Биохимия и молекулярная биология / В. Эллиот, Д. Эллиот; Под ред. А.И.Арчакова, М.П. Кирпичникова, А.Е. Медведева, В.П. Скулачева. – Пер. с англ. О.В. Добрыниной, И.С. Севериной, Е.Д. Скоцеляс и др. – М.: МАИК «Наука / Интерпериодика», 2002. – 446 с.