Нуклеиновые кислоты: их виды, структура, особенности синтеза, функции.

Нуклеи́новая кисло́та (от лат. nucleus — ядро) — высокомолекулярное органическое соединение, биополимер (полинуклеотид), образованный остатками нуклеотидов. Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению, передаче и реализации наследственной информации

Нуклеиновые кислоты – это фосфорсодержащие биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды(природные соединения, из которых, как из звеньев, построены цепочки нуклеиновых кислот).

Существует 2 вида нуклеиновых кислот – дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). Нуклеотиды, входящие в состав ДНК, содержат углевод дезоксирибозу, в состав РНК – рибозу. Все эти сахара D-изомеры (правозакрученные)!

Особенности структуры:

ДНК:

ДНК представляет собой спираль, состоящую из двух комплементарных полинуклеотидных цепей, закрученных вправо.

В состав нуклеотидов ДНК входят:

• азотистое основание

• дезоксирибоза

• остаток фосфорной кислоты.

Азотистые основания делят на:

· пуриновые (аденин и гуанин)

· пиримидиновые (тимин и цитозин).

Две цепи нуклеотидов соединяются между собой через азотистые основания по принципу комплементарности: между аденином и тимином возникают две водородные связи, между гуанином и цитозином – три

РНК:

РНК – одноцепочечный полимер из нуклеотидов.

В состав нуклеотидов РНК входят:

• азотистые основания

• углевод рибоза

• остаток фосфорной кислоты;

Азотистые основания делят на:

• пуриновые (аденин, гуанин)

• пиримидиновые (урацил, цитозин)

3 вида РНК:

• Информационная РНК (и-РНК) выполняет функцию переноса наследственной информации из ядра в цитоплазму клетки (300-36000 н., 5%РНК).

• Транспортная РНК (т-РНК), имеет самую короткую цепь, доставляет аминокислоты к рибосомам в процессе трансляции – биосинтеза белка (76-83 н., 10% РНК клетки).

• Рибосомальная РНК (р-РНК) имеет цепь средней длины и определяет структуру рибосом (3000-5000 н., 80-85% РНК) + митохРНК

Особенности синтеза:

С химической точки зрения синтез нуклеиновой кислоты - это полимеризация,т.е. последовательное присоединение строительных блоков. Такими блоками служат нуклеозидтрифосфаты;

Энергия, необходимая для синтеза, высвобождается при отщеплении пирофосфата, а катализируютреакцию особые ферменты - ДНК-полимеразы. В результате такого синтетического процесса мы получилибы полимер со случайной последовательностью оснований. Однако большинство полимераз работает тольков присутствии уже существующей нуклеиновой кислоты -матрицы, диктующей, какой именно нуклеотидприсоединится к концу цепи. Этот нуклеотид должен быть комплементарен соответствующему нуклеотидуматрицы, так что новая цепь оказывается комплементарной исходной. Используя затем комплементарнуюцепь в качестве матрицы, мы получим точную копию оригинала. ДНК состоит из двух взаимнокомплементарных цепей. В ходе репликации они расходятся, и каждая из них служит матрицей для синтезановой цепи: Энергия, необходимая для синтеза, высвобождается при отщеплении пирофосфата, а катализируютреакцию особые ферменты - ДНК-полимеразы. В результате такого синтетического процесса мы получилибы полимер со случайной последовательностью оснований. Однако большинство полимераз работает тольков присутствии уже существующей нуклеиновой кислоты -матрицы, диктующей, какой именно нуклеотидприсоединится к концу цепи. Этот нуклеотид должен быть комплементарен соответствующему нуклеотидуматрицы, так что новая цепь оказывается комплементарной исходной. Используя затем комплементарнуюцепь в качестве матрицы, мы получим точную копию оригинала. ДНК состоит из двух взаимнокомплементарных цепей. В ходе репликации они расходятся, и каждая из них служит матрицей для синтезановой цепи.

Функции:

Одна из основных функций нуклеиновых кислот состоит в детерминации синтеза белков. Информация оструктуре белков, закодированная в нуклеотидной последовательности ДНК, должна передаваться от одногопоколения к другому, и поэтому необходимо ее безошибочное копирование, т.е. синтез точно такой же жемолекулы ДНК (репликация).