Строение и функции нуклеиновых кислот ДНК и РНК

«РЕАВИЗ»
Гайсина(Садина) Ю.А.

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.

и рибонуклеиновые (РНК) Различие в названиях объясняется тем, что молекула

ДНК содержит пятиуглеродный сахар дезоксирибозу, а молекула РНК – рибозу. В настоящее время известно большое числоразновидностей ДНК и РНК, отличающихся друг от друга. По строению и значению в метаболизме.

ДНК клетки), а также в митохондриях и хлоропластах.
РНК, кроме

ядра, входит в состав рибосом, цитоплазмы, пластид и митохондрий.

каждого нуклеотида входит пятиуглеродный сахар (рибоза или дезоксирибоза), азотистое основание

и остаток фосфорной кислоты.

цитозин. Первые два являются пуриновыми – их молекулы состоят из

двух соединенных между собой колец. Следующие три являются пиримидинами и имеют одно шестичленное кольцо.

и другие обозначаются заглавными буквами: аденин – аденилат (А), гуанин

– гуа-нилат (Г), цитозин – цитидилат (Ц), урацил – уридилат (У), тимин – дезокситимилилат (Т).
Количество нуклеотидов в молекуле нуклеиновых кислот бывает разным – от 80 в молекулах транспортных РНК до нескольких десятков миллионов у ДНК.

полинуклеотидной цепочке соседние нуклеотиды связаны между собой ковалентными связями, которые

образуются между фосфатной группой одного нуклеотида и З’-спиртовой группой пентозы другого. Такие связи называются фосфодиэфирными. Фосфатная группа образует мостик между З’-углеродом одного пентозного цикла и 5’-углеродом следующего.

и соединена с другой, комплементарной ей цепью с помощью водородных

связей, образующихся между аденином и тимином (две связи), а также гуанином и цитозином (три связи). Нуклеотиды А и Т, Г и Ц называются комплементарными. В результате у всякого организма число адениловых нуклеотидов равно числу тимидиловых, а число гуаниловых — числу цитидиловых. Эта закономерность получила название «правило Чаргаффа». Благодаря этому свойству последовательность нуклеотидов в одной цепи определяет их последовательность в другой. Такая способность к избирательному соединению нуклеотидов называется комплементарностъю, и это свойство лежит в основе образования новых молекул ДНК на базе исходной молекулы.

цепь имеет направление от З’-конца к 5’-концу, то в другой

цепи З’-концу соответствует 5’-конец и наоборот. Это свойство биспирали ДНК называется антипараллельностью.

0,25 мм – у некоторых бактерий до 40 мм –

у человека. Это значительно больше самой крупной молекулы белка, которая в развернутом виде достигает не более 100-200 нм. Масса молекулы ДНК составляет 6 ∙ 10-12 г.

нм; каждый виток спирали содержит 10 пар нуклеотидов. Спиральная структура

поддерживается многочисленными водородными связями, возникающими между комплементарными азотистыми основаниями, и гидрофобными взаимодействиями. Молекулы ДНК эукариотических организмов линейны. У прокариот ДНК, напротив, замкнута в кольцо и не имеет ни 3’-, ни 5’-концов.

плавлением. При постепенном возврате к нормальным условиям ДНК ренатурирует.

поколений генетической информации. В ДНК любой клетки закодирована информация о

всех белках данного организма, о том, какие белки и в какой последовательности будут синтезироваться.

Однако имеется и ряд существенных отличий. В молекуле РНК вместо

дезоксирибозы в состав нуклеотидов входит рибоза. Вместо тимидилового нуклеотида (Т) входит уридиловый (У). Главное отличие от ДНК состоит в том, что молекула РНК представляет собой одну цепь. Однако ее нуклеотиды способны образовывать водородные связи между собой (например, в молекулах тРНК, рРНК), но в этом случае речь идет о внутрицепочечном соединении комплементарных нуклеотидов.
Цепочки РНК значительно короче ДНК.

величине молекул, структуре, расположению в клетке и функциям.

представляет собой незамкнутую полинуклеотидную цепь. Она синтезируется в ядре при

участии фермента РНК-полимеразы по принципу комплементарности участку ДНК, отвечающего за кодирование данного белка. мРНК выполняет важнейшую функцию в клетке. Она служит в качестве матриц для синтеза белков, передавая информацию об их структуре с молекул ДНК. Каждый белок клетки кодируется специфичной ему мРНК.

белками образуют рибосомы – органеллы, на которых происходит синтез белка.

Информация о структуре рРНК закодирована в участках ДНК, расположенных в области вторичной перетяжки хромосом. На долю рРНК приходится 80 % всей РНК клетки, поскольку клетки содержат большое количество рибосом. рРНК обладают сложной вторичной и третичной структурой, образуя петли на комплементарных участках, что приводит к самоорганизации этих молекул в сложное по форме тело. В состав рибосом входят 3 типа рРНК – у прокариот и 4 типа рРНК – у эукариот.

нуклеотидов. Содержание тРНК в клетке – около 15 % всей

РНК. Функция тРНК – перенос аминокислот к месту синтеза белка и участие в процессе трансляции. Число различных типов тРНК в клетке невелико (около 40). Все они имеют сходную пространственную организацию. Благодаря внутрицепочечным водородным связям молекула тРНК приобретает характерную вторичную структуру, называемую клеверным листом.
Трехмерная же модель тРНК выглядит несколько иначе. В тРНК выделяют четыре петли: акцепторную (служит местом присоединения аминокислоты), антикодоновую (узнает кодон в мРНК в процессе трансляции), две боковые.