Процесс синтеза АТФ сопровождается
кумулированием энергии (32,5 кДж и 34,7 кДж)
в фосфатных связях.
Аналогично образуется: А + дезоксирибоза
+ Ф(н)
дАМФ
Соединение нуклеотидов
в полинуклеотидную цепь. Структурным звеном нуклеиновых
кислот являются НМФ. Отдельные нуклеотиды
соединяются в полинуклеотидные цепи
молекул нуклеиновых кислот сложноэфирной
связью: С3’- О – Р –
О – С5’
СХЕМА СТРОЕНИЯ РНК
А
фосфорная кислота
Г
фосфорная кислота
Ц
фосфорная кислота
У
фосфорная кислота
Г
фосфорная кислота
А
фосфорная кислота
В 1953 г. Уотсон и Крик на основании
рентгеноструктурного анализа предложили
модель молекулы ДНК – двухцепочечную
спираль..
СХЕМА СТРОЕНИЯ ДНК
А
Т
Т
А
Г
Ц
Ц
Г
Между основаниями, направленными
внутрь спирали, возникают водородные
связи. Комплементарные пары: А = Т; Г ≡
Ц. Других вариантов в ДНК нет. Края молекул
оснований соответствуют друг другу .
Связь Г ≡ Ц более прочная, здесь три Н-связи,
в паре А =Т две Н-связи.
3-й вопрос.
Изучая ДНК, английский учёный
Чаргафф в 1949-1951 годах установил ряд закономерностей,
которые вошли в науку под названием «правила
Чаргаффа»:
Сумма пуриновых оснований
равна сумме пиримидиновых.
А + Г = Т + Ц
2. Сумма аденина и цитозина
равна сумме гуанина и тимина.
А + Ц = Г + Т
3. Количество аденина
равно количеству тимина, количество гуанина
равно количеству цитозина.
А = Т
;
Г = Ц
4. Количество комплементарных
пар в ДНК разных видов живых
организмов не равно между
собой.
А + Т ≠ Г + Ц
(у высших организмов)
(у микроорганизмов)
Для РНК таких правил не установлено,
так как РНК, как правило, состоят из одной
цепи. Для РНК установлена одна закономерность:
А + Ц = Г + У
Нуклеиновые кислоты обеспечивают
специфический биосинтез белка и передачу
наследственной информации от родителей
к детям.
4-й вопрос.
1. Нуклеозидтрифосфаты (НТФ)
– самые распространенные макроэргические
соединения живой клетки. За счет реакций
взаимного перехода АДФ и Ф(н) образуется
АТФ и Н2О. Процесс
идет при поглощении энергии и фермента:
АДФ + Ф(н)
АТФ + Н2О
Обратный процесс идет с разрывом
макроэргической связи, и в клетку выходит
энергия.
2. Нуклеозидтрифосфаты
(НТФ) – сырье для биосинтеза нуклеиновых
кислот.
4. Нуклеозидмонофосфаты
(НМФ) входят в состав ферментов (это коферменты
ДКФ).
5. Нуклеозиддифосфаты
(НДФ) – участники синтеза ди- и полисахарадов.
5-й вопрос.
Первичная структура
нуклеиновых кислот – это полинуклеотиды. Под
первичной структурой нуклеиновых кислот
понимают последовательность нуклеотидов
в полинуклеотидной цепи ДНК и РНК. Установить
первичную структуру всех известных РНК
и ДНК сложно, так как масса их от неск.
тысяч до неск. сотен млн. Да.
К настоящему времени установлена
первичная структура почти всех т-РНК,
ряда р-РНК,
в-РНК в состав которых входят тысячи нуклеотидных
остатков, то есть сравнительно небольшие.
Почти все РНК состоят из одной
полинуклеотидной цепи. Между нуклеотидами
– фосфодиэфирная связь от С3’ к С5’ рибозы
соседних нуклеотидов.
Нуклеотиды обозначают в соответствии
с входящим в их состав азотистым основанием.
5’- Г – У – Ц – У
– А - ….. – Ц – Ц – А – Г – У – 3’
Вторичная структура нуклеиновых кислот.
ДНК состоит из 2-х цепей, закрученных
вокруг одной оси, образуя правовращающую
спираль. В зависимости от условий ДНК
существует в разных формах: А–, В–, С–,
Т– формы биспиральны, правозакручены.
В последние годы XX века установлены новые
формы: Z-форма и SBS-форма. Они отличаются
по ряду параметров.
Параметры В-формы: длина одного
витка (шаг спирали) – 3,4 нм; на нём укладываются
10 н.о. (нуклеотидных остатков); размер
одного нуклеотида – 0,34 нм, диаметр биспиральной
молекулы В-формы ДНК – 2 нм. В-форма ДНК
устойчива в условиях 97% относительной
влажности, при понижении которой до 76%
происходит переход В-формы ДНК в А-форму.
У А-формы ДНК шаг спирали –
2,8 нм, здесь укладывается 11 нуклеотидов,
размер одного нуклеотида 0,26 нм, диаметр
2 нм. А-форма ДНК выполняет роль матрицы
в процессе транскрипции.
В-форма ДНК выполняет роль
матрицы при редупликации ДНК.
С- и Т- формы ДНК служат для
упаковки ДНК в составе структур хроматина.
Z-форма – левозакрученная биспиральная
молекула, диаметр – 1,8 нм, число оснований
на виток – 12 нуклеотидных остатков, наклон
оснований к оси спирали – 7°.
SBS-форма ДНК характеризуется
отсутствием взаимозакручивания цепей
биспиральной молекулы ДНК. Они идут «бок
о бок». Такая форма обеспечивает лёгкое
распаривание и расхождение цепей ДНК.
В комплементарных цепях ДНК
присутствуют палиндромы – «обратно бегущие»
последовательности.
Менее охарактеризована 2-я
структура м-РНК и р-РНК.
Вторичная структура т-РНК,
плоское изображение которой напоминает
клеверный лист, предложена Холли в 1965
г. на аланиновой т-РНК.
Во всех т-РНК имеются участки,
взаимодействующие с рибосомами; есть
участки для присоединения транспортируемой
аминокислоты – это адениловый нуклеотид,
завершающий т-РНК.
Есть участок – антикодон, который
комплементарен кодону определенной аминокислоты,
той, которая вносится в рибосому для синтеза
белка при посредстве данной т-РНК.
Третичная структура
нуклеиновых кислот.
3-я структура ДНК –
в виде линейных и кольцевых
форм.
Большинство природных ДНК
– в линейной форме. ДНК вирусов, фагов,
бактериальных плазмид, митохондрий, хлоропластов
– в кольцевой форме.
Для ДНК характерна спирализация
и суперспирализация. Суперспирализация
обеспечивает экономную упаковку огромной
молекулы ДНК в хромосоме.
Так, в хромосоме человека молекула
ДНК настолько плотно упакована, что укладывается
в 5 нм вместо 8 см длины, которую она могла
бы иметь в вытянутой форме.
3-я структура т-РНК
отличается от плоской структуры
«клеверного листа» большей компактностью
за счет складывания молекулы.
РНК – одноцепочечные, а у ряда
вирусов – двуцепочечные РНК (однотипны
ДНК).