План

1. Биологическая роль нуклеиновых кислот.

2. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК).

3. Рибонуклеиновые кислоты (РНК).

1. Биологическая роль нуклеиновых кислот. Нуклеиновые кислоты впервые были обнаружены в клеточных ядрах. Биологическое значение нуклеиновых кислот очень велико. Они играют центральную роль в хранении и передаче наследственных свойств клетки, поэтому их часто называют веществами наследственности. Известно, что любая клетка возникает в результате деления материнской клетки. При этом дочерние клетки наследуют свойства материнской. Свойства же клетки определяются  главным образом её белками. Нуклеиновые кислоты обеспечивают в клетке синтез белков, точно таких же, как в материнской клетке.

Существует два вида нуклеиновых кислот – дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота(РНК)о

2. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Роль хранителя наследственной информации у всех клеток – животных и растительных – принадлежит ДНК. Молекула ДНК представляет собой две спирально закрученные одна вокруг другой нити. Ширина такой двойной спирали ДНК невелика, около 2 нм. Длина её в десятки тысяч раз больше – она достигает сотен тысяч нанометров. Между тем самые крупные белковые молекулы в развернутом виде достигают в длину не более 100-200нм. Вдоль молекулы ДНК могут быть уложены одна за другой тысячи белковых молекул. Молекулярная масса ДНК соответственно исключительно велика – она достигает десятков и даже сотен миллионов.

Каждая нить ДНК представляет собой полимер, мономерами которого являются нуклеотиды. Нуклеотид – это химическое соединение остатков трёх веществ: азотистого основания, углевода (моносахарида – дезоксирибозы) и фосфорной кислоты. ДНК образованы соединением четырёх видов нуклеотидов.. Нуклеотиды отличаются только по азотистым основаниям, в соответствии с которыми их называют: нуклеотид с азотистым основанием аденин (сокращенно А), нуклеотид с гуанином (Г), нуклеотид с тимином (Т) и нуклеотид с цитозином (Ц). по размерам А равен Г, а Т равен Ц; размеры А и Г несколько больше, чем Т и Ц.

Соединение нуклеотидов в нити ДНК происходит через углевод одного нуклеотида и фосфорную кислоту соседнего. Они соединяются прочной ковалентной связью. Каждая нить ДНК представляет собой полинуклеотид. Эта длинная цепь, в которой в строго определенном порядке расположены нуклеотиды.

Азотистые основания одной цепи «стыкуются» с азотистыми основаниями другой. Основания подходят друг к другу настолько близко, что между ними возникают водородные связи. В расположении стыкующихся нуклеотидов имеется важная закономерность, а именно: против А одной цепи всегда оказывается Т на другой цепи, а против Г одной цепи – всегда Ц. Оказывается, что только при таком сочетании нуклеотидов обеспечивается, во-первых, одинаковое по всей длине двойной спирали расстояние между цепями и, во-вторых, образование между противолежащими основаниями максимального числа водородных связей (три водородные связи между Г и Ц и две водородные связи между А и Т). В каждом из этих сочетаний оба нуклеотида как бы дополняют друг друга. Если на каком-нибудь  участке одной цепи ДНК один за другим следуют нуклеотиды А, Г, Ц, Т, А, Ц, Ц, то на противолежащем участке другой цепи окажутся комплементарные им Т, Ц, Г, А, Т, Г, Г. Известен порядок следования нуклеотидов в одной цепи, то по принципу комплементарности сразу же выясняется порядок нуклеотидов в другой цепи.

 3. Рибонуклеиновые кислоты (РНК). Структуры РНК сходны со структурами ДНК. РНК, как и ДНК, полинуклеотиды. Но в отличие от ДНК, молекула РНК одноцепочечная. Как и в ДНК, структура РНК создается чередованием четырёх типов нуклеотидов, но состав нуклеотидов РНК не дезоксирибоза, а рибоза, отсюда и название РНК – рибонуклеиновая кислота. В РНК вместо азотистого основания тимина входит другое, близкое по строению основание, называемое урацидом (У).

В клетке имеется несколько видов РНК. Все они участвуют в синтезе белка. Первый вид – транспортные РНК (т-РНК). Это самые маленькие по размерам РНК. Они связывают аминокислоты и транспортируют их   месту синтеза белка. Второй вид – информационные РНК (и-РНК). По размерам они раз в 10 больше т-РНК.  функция состоит в переносе информации о структуре белка от ДНК к месту синтеза белка. Третий вид – рибосомные РНК (р-РНК). Они имеют наибольшие размеры молекулы и входят в состав рибосом.

Контрольные вопросы

1. Какие виды нуклеиновых кислот обнаружены в клетке?

2. Какова биологическая роль ДНК?

3. Охарактеризуйте структуру ДНК.

4. В чем сущность принципа комплементарности?

Лекция 32