Строение и функции нуклеиновых кислот

В 1870 году биохимик И.Мишер описал в ядре макромолекулы и дал им название нуклеиновые кислоты (от лат. nucleus – ядро). Это были ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота).

Структура молекулы ДНК была расшифрована в 1953г. Дж.Уотсоном, Ф.Криком и М.Уилкинсом. Они назвали ее «нить жизни».

Нуклеиновые кислоты являются полимерами. Их мономеры – нуклеотиды. Нуклеотид содержит азотистое основание, сахар дезоксирибозу или рибозу и остаток фосфорной кислоты. Азотистых оснований 5 типов: аденин, гуанин, цитозин, тимин, урацил. Нуклеотиды ДНК содержат аденин, гуанин, цитозин, тимин. Нуклеотиды РНК содержат аденин, гуанин, цитозин, урацил. Азотистые основания обозначаются первыми буквами: А, Г – пуриновые; Т, Ц, У – пиримидиновые.

Молекула ДНК состоит из двух спиралей. Цепочка нуклеотидов оединяется ковалентными фосфодиэфирными связями между дезоксирибозой одного и остатком фосфорной кислоты другого нуклеотида. Внутри спирали находятся соединенные по принципу комплементарности (взаимодополняемости) азотистые основания: А –Т – две водородные связи Г – Ц – три водородные связи (рис.13).

Свойство комплементарности азотистых оснований выражается в правилах Чаргаффа:

- количество пуриновых оснований равно количеству пиримидиновых оснований: А + Г = Ц + Т;

- количество аденина равно количеству тимина (А = Т), количество гуанина равно количеству цитозина (Г = Ц).

ДНК находится в клетке в ядре, в митохондриях и пластидах.

Свойства ДНК: репликация (самовоспроизведение) и способность к репарации (восстановление структуры после нарушений молекулы).

Функция ДНК: сохраняет и передает генетическую информацию при

размножении клеток и организмов.

Молекула РНК также является полинуклеотидом, но имеет одну цепочку. Вместо тимина в ее состав входит урацил, а вместо дезоксирибозы – сахар рибоза. У некоторых вирусов РНК является хранителем наследственной информации и имеет в молекуле 2 цепочки.

В клетке имеются три вида РНК. 3-4% от всей РНК составляет информационная РНК (и-РНК): она «переписывает» генетическую информацию с ДНК и переносит ее в рибосомы – место сборки белковых молекул. Рибосомальная РНК (р-РНК) составляет 80-85% от всей РНК. Она входит в состав рибосом и обеспечивает пространственное взаиморасположение и-РНК и т-РНК. Транспортная РНК (т-РНК) транспортирует (переносит) аминокислоты из цитоплазмы в рибосомы. Т-РНК составляют 10-20% от всей РНК. Рибонуклеиновые кислоты находятся в ядре, в цитоплазме, в митохондриях и пластидах. Функции РНК: участие в синтезе белковых молекул (молекул полипептидов).