Дезоксирибонуклеиновая кислота.
НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ План Типы нуклеиновых кислот. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Рибонуклеиновая кислота (РНК). Типы нуклеиновых кислот. Важнейшая особенность живых систем – способность к самовоспроизведению. Вновь образующаяся клетка получает от родительской своеобразную «инструкцию» - генетическую информацию, которая зашифрована в структуре дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и реализуется посредством рибонуклеиновой кислоты (РНК). Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК впервые были выделены из ядра клеток и описаны в 1869 г. швейцарским биохимиком Фридрихом Мишером. Нуклеиновые кислоты представляют собой полимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара пентозы и остатка фосфорной кислоты.
Дезоксирибонуклеиновая кислота. Строение. Молекулы ДНК – самые крупные полимеры. В состав нуклеотида ДНК входит одно из азотистых оснований: аденин (А), гуанин (Г), тимин (Т)или цитозин, углевод дезоксирибоза и остаток фосфорной кислоты Нуклеотиды отличаются друг от друга только азотистыми основаниями. Два азотистых основания цитозин и тимин – производные пиримидина. Аденин и гуанин относят к производным пурина. В названии каждого нуклеотида отражено название азотистого основания. Различают нуклеотиды: цитидиловый (Ц), тимидиловый (Т), адениловый (А), гуаниловый (Г). Соединение нуклеотидов в нити ДНК происходит посредством ковалентных связей через моносахарид одного нуклеотида и остаток фосфорной кислоты соседнего. Согласно модели, предложенной в 1953 г. Дж.Уотсоном и Ф.Криком, молекула ДНК представляет собой две нити, спирально обвивающие друг друга. Обе нити вместе закручены вокруг общей оси. В двойной спирали ДНК две ее нити расположены антипараллельно, т.е. навстречу друг другу. Они удерживаются рядом водородными связями, возникающими между их комплементарными (подходящими друг другу) азотистыми основаниями. Аденин комплементарен тимину, а гуанин – цитозину. Между аденином и тимином возникают две водородные связи, между гуанином и цитозином – три. Строгое соответствие нуклеотидов, расположенных в парных антипараллельных нитях ДНК, называют комплементарностью. ДНК находитмя в ядре, где она вместе с белками образует линейные структуры – хромосомы. ДНК имеется в митохондриях и пластидах (хлоропластах и лейкопластах), где их молекулы образуют кольцевые структуры. Перенос генетической информации осуществляется: 1) от одной молекулы ДНК к другой путем репликации; 2) от ДНК через иРНК (мРНК) к белку. Процесс самовоспроизведения макромолекул нуклеиновых кислот (репликация) обеспечивает точное копирование генетической информации и передачу ее от поколения к поколению. Репликация (редупликация) – это процесс самоудвоения ДНК, которыйпроисходит в определенный период жизненного цикла клетки, называемый синтетическим. Она позволяет сохранить постоянство структуры ДНК, осуществляется при участии ферментов. Процесс начинается с разрыва водородных связей ферментами и разделения двух комплементарных цепей. Каждая цепь используется в качестве матрицы. В синтезе молекул также участвуют ферменты. Каждая из двух дочерних молекул обязательно включает одну материнскую и одну новую спираль. Синтезированная молекула ДНК абсолютно идентична исходной по последовательности нуклеотидов. Такой способ репликации называют полуконсервативным. Он обеспечивает точное воспроизведение в дочерних молекулах той информации, которая была записана в материнской молекуле ДНК. Если под воздействием различных факторов в процессе репликации в молекуле ДНК происходят изменения в числе и порядке следования нуклеотидов, то возникают мутации. Способность молекулы ДНК исправлять возникающие изменения и восстанавливать исходную структуру называют репарацией. Функции ДНК различны. 1. Хранение наследственной информации: ДНК хранить информацию в виде последовательности нуклеотидов, образующих ее молекулу. 2. Передача генетической информации. 3. Структурная: ДНК присутствует в хромосоме в качестве структурного компонента.
|
