Перетравлювання та всмоктування нуклеїнових кислот

Тема № 13. Обмін нуклеїнових кислот

Перетравлювання та всмоктування нуклеїнових кислот

Проміжний обмін нуклеїнових кислот

Біосинтез нуклеїнових кислот

Біосинтез пуринових нуклеотидів

Біосинтез піримідинових нуклеотидів

Матричний синтез нуклеїнових кислот

Синтез ДНК

Синтез РНК на матриці РНК

Біосинтез PHK на матриці ДНК

Розпад нуклеїнових кислот в тканинах

Кінцевий обмін нуклеїнових кислот

Регуляція нуклеїнового обміну

Патологія нуклеїнового обміну

 

Обмін нуклеїнових кислот

 

Нуклеїнові кислоти характеризуються високим ступенем метаболізму, оскільки з їх діяльністю пов'язаний, перш за все, біосинтез білкових речовин.

 

Перетравлювання та всмоктування нуклеїнових кислот

 

Нуклеїнові кислоти в їжі та кормах знаходяться в основному у вигляді нуклеопротеїдів.

У ротовій порожнині їжа, що містить нуклеопротеїди, механічно подрібнюється, змочуються слиною і у вигляді харчової грудки по стравоходу поступає в шлунок (у жуйних – передшлунок і сичуг). Деяка частина нуклеїнових кислот, головним чином тРНК, частково розщеплюється РНК-азою слини до оліго- і мононуклеотидів.

У шлунку більшість нуклеопротеїдів під впливом пепсину і соляної кислоти розщеплюється до нуклеїнових кислот і простих білків.

Процес перетравлювання нуклеопротеїдів завершується в тонкій кишці, де трипсин розщеплює залишки нуклеопротеїдів на нуклеїнові кислоти і прості білки. Прості білки (протаміни і гістони, альбуміни і глобуліни) поступово під впливом ферментів соку підшлункової залози і кишкового соку розщеплюються до амінокислот і всмоктуються слизовою оболонкою тонкої кишки. Нуклеїнові кислоти піддаються дії нуклеаз. Так, під впливом панкреатичної ДНК-ази частина дезоксинуклеопротеїдів (ДНП) розщеплюється на ДНК і протеїни.

Це розщеплення активується гістидином, аргініном і лізином. Потім фермент „атакує” двоспіральну молекулу ДНК по всій довжині ланцюга безладно і в декілька стадій (рис. 1).

 

 

Рис. 1. Гідроліз ДНК під дією панкреатичної ДНК-ази: 1 – 7 – стадії гідролізу.

 

Спочатку виникають двоспіральні уламки молекули ДНК, вони поступово коротшають, утворюючи односпіральні ділянки нуклеїнової кислоти. ДНК-аза розщеплює ДНК на олігонуклеотиди, що містять в середньому по чотири нуклеотидних залишки, з вільною –OH групою в 3'-му і фосфатною групою в 5'-положеннях залишку дезоксирибози. Процес активується іонами Mg²⁺.

Панкреатична РНК-аза спочатку атакує неспіралізовані ділянки РНК і гідролітично їх розщеплює. При цьому слабшають комплементарні зв'язки, які утворюють вторинну структуру молекули РНК, що сприяє подальшій деспіралізації і утворенню нових уламків молекули РНК. Розрив фосфорнодиефірних зв'язків відбувається між залишком фосфорної кислоти і 3'-м вуглецевим атомом рибозного залишку.

Далі відбувається перефосфорилювання всередині уламків молекули РНК з утворенням 2', 3'-фосфорних похідних.

Прогресує дроблення уламків молекули РНК на оліго- і мононуклеотиди, причому похідні цитозина гідролізуються швидше, ніж урацила.

Потім нуклеотиди розщеплюються під впливом неспецифічних фосфатаз або специфічних гідролітичних ферментів. Так, якщо азотною основою є аденін (A), пентозою – рибоза (P), фосфорною кислотою залишок (Ф), то подальше розщеплення мононуклеотидів можна представити так:

 

 

Нуклеозидази можуть розривати глікозидні зв'язки і на стадії нуклеотида:

 

 

Всі процеси розщеплення нуклеопротеїдів у харчовому каналі відображає схема:

 

Всмоктування нуклеїнових кислот. Продукти розщеплeння нуклеїнових кислот всмоктуються в тонкій кишці у вигляді мононуклеотидів, нуклеозидів, пентоз, пуринових і піримідинових основ, фосфорної кислоти (її ефірів і солей). Вони поступають у клітини покривного епітелію, потім – у міжклітинний простір, міжклітинну рідину, капіляри, венули, підепітеліальну і підслизову венозні сіті кишкової ворсинки, вени брижі, комірну вену і печінку. В печінці використовуються для різних потреб організму, у тому числі і для синтезу власних нуклеїнових кислот.

Значна частина продуктів гідролітичного розщеплення нуклеїнових кислот з печінки поступає в загальне кровоносне русло (сюди поступає деяка кількість продуктів травлення, які всмокталися і через лімфатичну систему кишок) і розноситься по всьому організму, де і використовується клітинами для різноманітних пластичних (синтезу ДНК і РНК) і енергетичних потреб.