Нуклеозиды Фосфорная кислота
(азотистое основание-углевод)
Азотистые основания Углеводы (пуриновые и пиримидиновые) (рибоза и дезоксирибоза) Далее пуриновые азотистые основания (аденин и гуанин) в процессе катаболизма дезаминируются (теряют аминогруппу в виде аммиака), окисляются и превращаются в мочевуюкислоту:
Образование мочевой кислоты осуществляется в печени. В сутки образуется и выводится с мочой около 1 г мочевой кислоты. Поскольку пуриновые азотистые основания входят в состав и ДНК и РНК, то по выделению мочевой кислоты с мочой можно судить о скорости распада в организме всех нуклеиновых кислот. Пиримидиновое кольцо в отличие от пуринового менее устойчиво, и поэтому пиримидиновые основания (тимин, урацил, цитозин) подвергаются глубокому распаду до CO2, H2O и NH3. Углеводы (рибоза и дезоксирибоза) вовлекаются в ГМФ-путь распада углеводов и превращаются в глюкозу. Фосфорная кислота распаду не подвергается. Она может снова использоваться в реакциях фосфорилирования и фосфоролиза или же при избытке выделяется из организма с мочой. 7.3. Синтез нуклеотидов. Все клетки организма способны синтезировать необходимые для них нуклеиновые кислоты и не нуждаются в наличии в пище готовых нуклеиновых кислот или их составных частей. Поэтому содержание нуклеиновых кислот в пище не имеет для организма существенного значения, однако, продукты их распада могут частично использоваться. Синтез пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов происходит на основе рибозо-5-фосфата, образующегося из глюкозы при её распаде по ГМФ-пути. Свободные азотистые основания (пуриновые и пиримидиновые) обычно для этого синтеза не используются. При синтезе пуриновых нуклеотидов к рибозо-5-фосфату поочередно присоединяются атомы углерода и азота, из которых образуется пуриновое кольцо. Источниками этих атомов являются аминокислоты: глицин, глутамин, аспарагиновая кислота. Часть атомов углерода поставляется коферментами, содержащими в своем составе витамин Вс (фолиевая кислота) или витамин Н (биотин). Промежуточным продуктом синтеза пуриновых нуклеотидов является инозиновая кислота, содержащая необычное азотистое основание – гипоксантин:
H H
OH OH Рибоза Далее из инозиновой кислоты образуются обычные пуриновые нуклеотиды, при этом гипоксантин превращается либо в аденин, либо в гуанин. Синтезу пиримидиновых нуклеотидов предшествует образование необычного азотистого основания - оротовой кислоты (её нет в составе нуклеиновых кислот), содержащей пиримидиновое кольцо:
N Оротовая кислота Синтезируется оротовая кислота из аммиака, углекислого газа и аспарагиновой кислоты. Образовавшаяся оротовая кислота присоединяется к рибозо-5-фосфату и возникает пиримидиновый нуклеотид - оротидинмонофосфат. Далее оротовая кислота в составе этого нуклеотида преобразуется в обычные азотистые основания - тимин, урацил и цитозин, в результате чего появляются пиримидиновые нуклеотиды (тимидинмонофосфат - ТМФ, уридинмонофосфат - УМФ и цитидинмонофосфат - ЦМФ), входящие в состав нуклеиновых кислот. В связи с такой важной ролью оротовой кислоты в синтезе нуклеотидов в спортивной практике в качестве пищевой добавки нередко применяется оротат калия. Дезоксирибонуклеотиды (содержат дезоксирибозу) образуются из соответствующих рибонуклеотидов путем восстановления входящей в них рибозы в дезоксирибозу. 7.4. Синтез нуклеиновых кислот. Для синтеза нуклеиновых кислот используются мононуклеотиды обязательно в трифосфатной форме. Такие нуклеотиды содержат в своей молекуле три остатка фосфорной кислоты и обладают повышенным запасом энергии. Переход нуклеотидов в трифосфатную форму осуществляется путем взаимодействия с АТФ. Для синтеза РНК необходимо 4 вида рибонуклеотидов (АТФ, ГТФ, УТФ и ЦТФ). Для синтеза ДНК используются дезоксирибонуклеотиды тоже 4 видов (д-АТФ, д-ГТФ, д-ТТФ и д-ЦТФ). Синтез ДНК (репликация) интенсивно протекает во время клеточного деления. В процессе репликации в молекуле ДНК (родительская молекула) разрываются водородные связи между азотистыми основаниями обеих ее нитей, что приводит к раскручиванию двойной спирали ДНК и образованию двух свободных нитей. К образовавшимся свободным нитям, как к матрицам, подходят нуклеотиды в трифосфатной форме и своими азотистыми основаниями с соблюдением принципа комплементарности (аденин - тимин и гуанин - цитозин) присоединяются к ним. Благодаря этому принципу создается нужная последовательность расположения нуклеотидов. По мере присоединения к матрице нуклеотиды связываются в полинуклеотидные нити, которые сразу же закручиваются с матрицей в двойную спираль. При этом от каждого нуклеотида отщепляется по два остатка фосфорной кислоты в форме дифосфата. В конечном итоге, на каждой матрице возникает новая нить, которая по строению точно соответствует второй нити ДНК. В результате репликации синтезируются две новые молекулы ДНК (дочерние), которые являются точной копией родительской молекулы ДНК. В дочерних молекулах одна полинуклеотидная нить происходит из родительской молекулы, а другая синтезирована из нуклеотидов в процессе репликации. Синтез РНК (транскрипция) также протекает с участием ДНК. В процессе транскрипции раскручивается только ограниченный участок ДНК и матрицей служит лишь одна освободившаяся нить ДНК. К этой нити, как к матрице, подходят нуклеотиды в трифосфатной форме, содержащие рибозу, и по принципу комлементарности располагаются в строго определенном порядке. Затем нуклеотиды соединяются в полинуклеотид и от каждого из них отщепляется дифосфат. Образовавшаяся полинуклеотидная цепь с матрицей двойной спирали не образует и легко отходит от молекулы ДНК, после чего происходит восстановление её двойной спирали. Таким образом происходит синтез информационных (ИРНК), транспортных (ТРНК) и рибосомных (РРНК) РНК.
|
ОН
N N
OH
N N O СH2O – P = O
Гипоксантин OH
N
HO СООН
