Нуклеиновые кислоты. Свойства и функции

Нуклеиновые кислоты. Свойства и функции.

Нуклеиновые кислоты – сложные высокомолекулярные биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды

-фосфорсодержащие биополимеры живых организмов, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации. Открыты они в 1869 г. швейцарским химиком

Ф. Мишером в ядрах лейкоцитов. Впоследствии нуклеиновые кислоты были обнаружены во всех растительных и животных клетках, бактериях, вирусах и грибах

Фридрих Мишер  ( 1844 -  1895 ) — швейцарский физиолог ,  гистолог  и  биолог , В  1869 году  Фридрих Мишер открыл  ДНК . Вначале новое вещество получило название  нуклеин , а позже, когда Мишер определил, что это «вещество» обладает кислотными свойствами, вещество получило название  нуклеиновая кислота

Строение нуклеотида

Молекула нуклеотида состоит из трех частей: азотистого основания, пятиуглеродного моносахарида (пентозы) и фосфорной кислоты. В зависимости от видов пентозы различают два типа нуклеиновых кислот: ДНК и РНК

Строение ДНК и РНК

Уровни пространственной организации ДНК

Типы РНК

• Информационная или матричная РНК – (иРНК или м РНК) – представляет собой копию определенного участка молекулы ДНК – переносит наследственную информацию от ДНК к месту синтеза полипептидной цепи, а также непосредственно участвует в ее сборке
• Транспортная РНК (т РНК) – имеет наименьшие размеры среди всех РНК. Она присоединяет аминокислоты и транспортирует их к месту синтеза белковых молекул
• Рибосомальная РНК (р РНК) – входит в состав рибосом. Вместе с белками выполняет структурную функцию, обеспечивая определённое пространственное расположение иРНК и тРНК во время биосинтеза белковой молекулы

Пространственная конфигурация тРНК – лист клевера и L – образная структура

Строение, свойства и функции ДНК

Ученые, которые занимались изучением структуры ДНК

• Главным направлением научной деятельности было изучение химического состава и структуры  нуклеиновых кислот . Эрвин Чаргафф определил количественное отношение  азотистых оснований , входящих в их состав .
• В 1950  —  1953 годах  им было показано, что общее количество  адениновых  остатков в каждой молекуле  ДНК равно количеству  тиминовых  остатков (А = Т), а количество  гуаниновых  остатков — количеству  цитозиновых (Г = Ц).  
• Сумма нуклеотидов с аденином и гуанином равна сумме нуклеотидов с тимином и цитозином (А + Г = Т + Ц)

Эрвин Чаргафф (1905 - 2002) - американский  биохимик  австрийского происхождения

• Молекула состоит из двух цепей нуклеотидов, соединенных с помощью водородных связей, которые возникают между двумя нуклеотидами (А с Т и Г с Ц)
• Между А и Т возникают две водородные связи, между Ц и Г – три
• Четкое соответствие нуклеотидов в двух цепях ДНК имеет название комплементарность

Строение ДНК

Две цепи нуклеотидов обвивают друг друга, создавая закрученную вправо спираль диаметром 2 нм (2*10 - 6 мм ). Так возникает вторичная структура ДНК, тогда как первичная – это определенная последовательность остатков нуклеотидов, расположенных в виде двойной цепи. Молекулы ДНК образуют компактные структуры. Так, длина одной нити ДНК составляющая 8 см свернута таким образом, что вмещается в хромосоме длиной 5 мкм.

Свойства ДНК

• Денатурация, ренатурация, деструкция
• Репликация – способность к самоудвоению (две дочерние ДНК содержат по одной цепочке материнской, а другую достраивают заново)

Функции ДНК

• Единица наследственной информации – ген – участок молекулы ДНК, который несет наследственную информацию
• Гены делят на структурные (кодируют строение белков и нуклеиновых кислот) и регуляторные (служат местом присоединения ферментов)
• Совокупность всех генов в организме называется геном – интегрированная система, в которой отдельные гены взаимодействуют между собой

• ДНК выполняет следующие функции:

1) хранение наследственной информации

2) передача наследственного материала; происходит путем репликации ДНК ; 3) реализация наследственной информации в процессе синтеза белка - транскрипция .