Нуклеотиды ДНК

д–АМД – дезоксиаденозинмонофосфат

д–ГМФ – дезоксигуанозинмонофосфат

д–ЦМФ – дезоксицитидинмонофосфат

ТМФ – тимидинмонофосфат

 

 

ТМФ д–ГМФ

 

Мононуклеотид – структурная единица НК.

Мононуклеотиды связаны друг с другом в полинуклеотидную цепь. Связь образуется через фосфатную группу от С₃¢ предыдущего нуклеотида (первого) к С₅¢ последующего (второго). Покажем на примере д–АМФ и ТМФ.

 

 

фосфоэфирная связь

 

цепочка ДНК

Цепь НК образована чередующимися остатками пентозы и Н₃РО₄, основания находятся в стороне.

Нуклеиновые кислоты имеют первичную, вторичную и третичную структуру.

Первичная – это полинуклеотидная цепь, с определенным нуклеотидным составом и определенной нуклеотидной последовательностью.

Вторичная – это пространственная организация полинуклеотидной цепи в виде спирали. Для ДНК – двойная спираль. Она была предложена в 1953 году английским ученым Дж. Уотсоном и Ф. Криком на основе работ М. Уилкинсона, Э. Чаргаффа, Л. Полинга. За это открытие они получили Нобелевскую премию. Согласно модели Уотсона и Крика двойная спираль ДНК состоит из 2х антипаралллельных правозакрученных цепей. Нуклеиновые основания расположены внутри спирали. Стабилизируется спираль водородными связями между пуриновым основанием одной цепи и пиримидиновым основанием другой цепи. Эти основания составляют комплиментарные пары.

Комплиментарные пары: аденин и тимин (А и Т), гуанин и цитозин (Г и Ц).

Между аденином и тимином – 2 водородные связи, а гуанином и цитозином – 3 водородные связи. А Т, Г Ц

На основании закономерностей, которым подчиняются нуклеотидный состав ДНК, Э. Чаргаффом сформулированы правила.

Правила Чаргаффа:

1. Количество пуриновых оснований равно количеству пиримидиновых. А + Г = Ц + Т

2. Количество аденина равно количеству тимина. Количество гуанина количеству цитозина.

А = Т; Г = Ц.

3. Суммы некомплиментарных оснований равны. А + Ц = Г + Т

4. Для каждого вида ДНК вводится коэффициент специфичности, характерный для данного вида.

Г + Ц

А + Т

Третичная структура – это укладка вторичной структуры в пространстве, суперспирализация. Длина цепочки ДНК – 8 см, диаметр суперспирали – 5 нм.

 

 

Локализация и функции нуклеиновых кислот.

ДНК находится в ядре клеток, хранит и передает наследственность. РНК находится в рибосомах, ее роль – биосинтез белков.

Существует 3 вида РНК:

т–РНК – транспортная

м–РНК – матричная (информационная)

р–РНК –рибосомальная

Роль нуклеотидов.

1. Нуклеотиды входят в состав ДНК и РНК, а также могут быть в клетке в свободном виде, участвовать в обмене веществ.

2. Кроме нуклеозидмонофосфатов существуют нуклеозидполифосфаты, содержащие два или три остатка Н₃РО₄.

Например, аденозиндифосфат (АДФ), аденозинтрифосфат (АТФ), которые способны к взаимопревращениям за счет энергии, выделяющейся в процессе метаболизма.

Е Е

АМФ + Н₃РО₄ АДФ + Н₃РО₄ АТФ

 

 

+ Н₃РО₄ + Н₃РО₄

 

 

АМФ АДФ АТФ

АДФ и АТФ – макроэргические соединения, которые содержат макроэргические связи. Одна такая связь аккумулирует 32 кДж (7,4 ккал) энергии. Поэтому АТФ – это универсальный источник энергии во всех живых клетках.

3. Нуклеотиды входят в состав коферментов, таких например, как никотинамидадениндинуклеотид (НАД⁺) и никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ⁺). Это коферменты окислительно-восстановительных реакций.

В качестве основания в состав НАД⁺ и НАДФ⁺ входят никотинамид (витамин РР).

 

витамин РР, является рабочей частью кофермента НАД⁺

 

R = H НАД⁺

R = РО₃Н₂ НАДФ⁺

Механизм действия НАД⁺.

 

+ + Н⁺ + S

субстрат

субстрат окисленная

восстановл. форма

форма

НАД⁺ НАДН

окисленная восстановл.

форма форма

 

СН₃–СН–СООН + НАД⁺ СН₃–С–СООН + НАДН + Н⁺

окисл.ф. восст.ф.

молочная кислота

субстрат ПВК