Nukleiinhapped: omadused, omadused, tüübid, liigid, funktsioonid ja struktuurid
Nukleiinhapped: omadused, omadused, tüübid, liigid, funktsioonid ja struktuurid oli esimene raku tuumast eraldatud makromolekul. Nukleiinhapped on lineaarsete ahelate kujul, mis on nukleotiidmonomeeride kui ehitusüksuste kombinatsioon
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Fermentatsioon - määratlus, omadused, tegurid, eesmärk, etapid, eelised, piimhape, näited
Nukleiinhape
Nukleiinhapped olid esimesed makromolekulid, mis eraldati rakutuumast. Nukleiinhapped on lineaarsete ahelate kujul, mis on nukleotiidmonomeeride kui ehitusplokkide kombinatsioon. See molekul salvestab teavet rakkude kasvu ja paljunemise kohta.
Nukleiinhape on suur polümeer, mille suurused varieeruvad vahemikus 25 000/1 000 000 kuni 1 miljard. Nukleiinhapped, nii DNA kui RNA, koosnevad nukleotiidmonomeeridest. Nukleotiidid koosnevad fosfaatrühmast, lämmastikualusest ja pentoosisuhkrust. Lämmastikualused on saadud puriini ja pürimidiini rühmadest. Puriin Peamised nukleiinhapped on adeniin ja guaniin, arvestades, et pürimidiin on tsütosiin, tümiin ja uratsiil.
Nukleotiidmonomeerid kui nukleiinhapete esmane struktuur saadakse nukleiinhapete hüdrolüüsil. Nukleotiidmonomeeride edasisel hüdrolüüsil tekivad fosforhape ja nukleosiidid. See hüdrolüüsiprotsess viiakse läbi leeliselises keskkonnas.
Kui happe vesilahuses olevate nukleosiidühendite hüdrolüüsi jätkatakse, tekivad suhkrumolekulid ja lämmastikalused heterotsüklilises vormis. Nii et nukleiinhapete molekulaarne koostis on selgelt teada
Näib, et nukleiinhapete põhistruktuur on fosforhapet ja lämmastikalust sisaldav suhkrumolekul, mis on fosfodiestersidemetega ühendatud pikkade ahelate moodustamiseks. Näha on nukleotiidmonomeere
Nukleotiidide moodustavad suhkruühendid on 5 (viie) süsinikuaatomiga suhkrud, nimelt 2-deoksü-D-riboos ja D-riboos, vt allpool toodud tabelit.
Nukleiinhapetes leiduvad nukleosiidalused on adeniin (tähistatud A), tsütosiin (C, tsütosiin), guaniin (G), tümiin (T) ja uratsiil (U), vt joonis 14.58.
Rakkudes olevad nukleiinhapped koosnevad DNA-st (DeoksüriboNukleiinhape) ja RNA (RiboNukleiinhape). Nendel kahel nukleiinhappetüübil on erinevad puriinalused, mis on nende molekulid. RNA koosneb D-riboossuhkrust ja uratsiilialusest. Samal ajal koosneb DNA 2-deoksü-D-riboossuhkrust, nimelt D-riboossuhkrust, mis kaotab OH-rühma C-aatomi numbril 2 ja tümiinalusel.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Happevihma mõistmine - ajalugu, põhjused, protsess, mõju, tõrje, ennetamine, seadus, näited
Nukleosiidi ühendav nukleiinhape
Nukleotiidid on nukleosiidid, milles 5'-positsioonis olev suhkrurühm seondub estersidemetega fosforhappega (fosfaatrühm). Nukleosiid koosneb pentoosist (desoksüriboos või riboos), mis seondub aluse (puriini või pürimidiini derivaadiga) kaudu glükosiidside.
DNA-st pärinev pentoos on desoksüriboos ja RNA-st riboos. DNAst saadud puriini ja pürimidiini alused on adeniin, guaniin, tsütosiin ja tümiin. Kui RNA alused koosnevad adeniinist, guaniinist, tsütosiinist ja uratsiilist. Seega on nukleosiidid nukleotiidide koostisosad ja neile võib anda triviaalseid nimesid ja süstemaatilisi nimesid, nagu on näidatud järgmises tabelis:
Tabel 10.1 Nukleosiidi ühendav nukleiinhape
| Nukleiinhappe monomeer | Triviaalne nimi | Süstemaatiline nimi |
|
Ribonukleosiid Riboos + alusadeniin Riboos + guaniini alus Riboos + alus uratsiil Riboos + alus tsütosiin Deoksüribonukleosiid Deoksüriboos + adeniinalus Deoksüriboos + guaniini alus Deoksüriboos + alus tsütosiin Deoksüriboos + tümiinalus |
Adenosiin guanosiin Uridiin tsütidiin Deoksü-adenosiin Deoksü-guanosiin Deoksütsütidiin Deoksü-tümidiin |
Adeniini nukleosiid Guaniini nukleosiid uratsiili nukleosiid Tsütosiini nukleosiid Deoksü-adeniini nukleosiid Deoksü-guaniini nukleosiid Deoksü- tsütosiini nukleosiid Deoksü-tümiini nukleosiid |
Vabas vormis nukleosiididel on tervisele olulised funktsioonid, näiteks puromütsiin, mis toimib valgusünteesi pärssiva antibiootikumina streptomyces). Arabinosüültsütosiin ja arabinosüüladeniin viirusevastase ja seenevastase ravimina.
Nukleotiidid eksisteerivad vabade molekulidena või seonduvad teiste nukleotiididega, moodustades nukleiinhapped. Näiteid võib näha järgmises tabelis:
Tabel 10.2 Mononukleotiidid DNA ja RNA nukleiinhapete koostis
| Lämmastikbaas | Nimi ribonukleotiid (RNA) | Nimetage desoksüribonukleotiid (DNA) |
| Adeniin (A)
Guaniin (G) Tümiin (T) Tsütosiin (C) Uratsiil (U) |
Adenosiin-5'-monofosfaat (AMP)
Guanosiin-5'-monofosfaat (GMP) ——————- Tsütidiin-5'-monofosfaat (CMP) Uridiin-5'-monofosfaat (UMP) |
Deoksüadenosiin-5'-monofosfaat (dAMP)
Deoksü-guanosiin-5'-monofosfaat (dGMP) Deoksü tümidiin-5'-monofosfaat (dTMP) Deoksütsütidiin-5'-monofosfaat (dCMP) —————— |
Mõned nukleotiidid, millel on rakkudes olulised funktsioonid, näiteks adenosiin-5 'monofosfaat (AMP), adenosiin-5'-difosfaat (ADP) ja adenosiin-5'-trifosfaat (ATP), millel on oluline roll fosfaatrühmade ülekandmisel energia.
Teised tsüklilised nukleotiidid, nagu adenosiin-3'-5'-tsükliline monofosfaat (tsükliline AMP või cAMP), toimivad adrenaliini metabolismi kontrollimisel sekundaarsete vahendajatena. Teine vaba nukleotiid on tsükliline guanosiinmonofosfaat (tsükliline GMP = cGMP), mis arvatavasti toimib cAMP poolt stimuleeritud ensüümide inhibiitorina. Lisaks on teada, et mitmed trifosfonukleotiidid peale ATP mängivad rakkude erinevates reaktsioonides rolli. Näiteks CTP (tsitidiin-5'-trifosfaat) osaleb fosfolipiidide biosünteesis, UTP mängib rolli erinevate süsivesikute ühendite biosünteesis. CTP-d ja UTP-d kasutatakse ka RNA ja DNA biosünteesis dan
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: „Nucleus (Cell Nucleus)” definitsioon ja (struktuur - funktsioon)
Nukleiinhappe tüübid
Deoksüribonukleiinhape
Deoksüribonukleiinhape on nukleiinhape, mis sisaldab geneetilisi juhiseid, mida kasutatakse kõigi teadaolevate elusorganismide arengus ja töös. DNA molekuli peamine roll on teabe pikaajaline salvestamine ja DNA-d võrreldakse sageli ühe komplektiga plaan, sest see sisaldab juhiseid, mida on vaja raku muude komponentide, näiteks valkude ja molekulide ehitamiseks RNA. DNA segmente, mis kannavad seda geneetilist teavet, nimetatakse geenideks, kuid teistel DNA järjestustel on struktuurne eesmärk või nad on seotud selle geneetilise teabe kasutamise reguleerimisega.
Deoksüribonukleiinhappe omadused:
- Makromolekulid koos väga suure hr.
- Koosneb peamistest mononukleotiididest:
dAMP, dGMP, dTMP, dCMP
- Koosneb kahest või enamast spiraalsesse struktuuri paigutatud polünukleotiidahelast (topeltheeliks)
- Igal mononukleotiidiliigil / organismil on peamiselt spetsiifiline suhe, järjestus ja molekulmass (Mr).
- Prokarüootsetes rakkudes (mis sisaldavad ainult ühte kromosoomi) on DNA üks makromolekul Mr = 2 x 109.
- Eukarüootsetes rakkudes (mis sisaldavad palju kromosoome) on palju DNA molekule, millel on väga suur hr.
- DNA leidub peamiselt rakutuumas (tuuma DNA) koos valkudega histoonid. Seda võib leida ka tsütoplasmas (tsütoplasma DNA), mitokondrites, kloroplastides.
- Bakterirakkudes võib seda lisaks rakutuumast leida ka rakumembraanis = mesosoomid ja tsütoplasmas väljaspool kromosoome = plasmiidid / episoomid.
- Erineva liigi normaalne DNA näitab regulaarsust
TARNIKU REEGLID:
- Organismi DNA põhikoostis on fikseeritud kõigis selle rakkudes ja sellel on teatud omadused
- DNA aluskompositsioon varieerub organismide kaupa, väljendatuna dissümmeetria suhtega: (A + T) / (G + C)
- Liigi põhikoosseis ei muutu vanuse, toitumisseisundi ega keskkonnaga.
- Adeniini kogus organismi DNA-s on alati võrdne tümiini kogusega (A = T).
- Guaniini kogus organismi DNA-s on alati võrdne tsütosiini kogusega (G = C).
- Puriinaluste koguarv organismi DNA-s on alati võrdne pürimidiinaluste koguarvuga: (A + G) = (T + C).
Ribonukleiinhape
Ribonukleiinhape (RNA) toimib geenide geneetilise teabe muundamisel valkude aminohapete järjestusteks. Need kolm universaalset tüüpi hõlmavad ülekande RNA (tRNA), messenger RNA (mRNA) ja ribosomaalse RNA (rRNA). Messenger RNA toimib geneetilise järjestuse teabe kandmiseks DNA ja ribosoomide vahel, suunates valgusünteesi. Ribosomaalne RNA on ribosoomide põhikomponent ja katalüüsib peptiidsidemete moodustumist. Transfer RNA toimib valgusünteesis kasutatavate aminohapete kandemolekulina ja vastutab mRNA dekodeerimise eest. Lisaks on nüüd tuntud paljud RNA klassid.
Ribonukleiinhappe omadused:
Koosneb ühest polüribonukleotiidide ahelast.
- Peaaegu täielikult tsütoplasmas, leidub ka viirustes.
- Ühe ahelaga → Chargaffi reeglid ei kehti
- Neid on 3 tüüpi: tRNA (transfer-RNA) - mRNA (messenger-RNA) - rRNA (ribosomaalne-RNA)
- -tRNA
Väike molekul
Alused: A, G ja U metüülitakse.
Kogus on vaid väike osa kogu RNA-st rakus
Transpordi (transpordi) spetsiifilisi aminohappeid
Ribosoomid valgusünteesi protsessiks.
- -mRNA
Tema alused: A, G, C ja U
Transkriptsiooni käigus sünteesitakse rakutuumas
Geneetilise teabe kandja DNAst kuni
Valkude süntees
Lühike eluiga → läbib lagunemise / sünteesi.
- -rRNA
Suurem osa raku RNA-st (80%)
Koosneb 60% ribosoomi massist
Peamised alused: A, G, C, U
Selle funktsioon pole selge
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Kaasaegsed biotehnoloogia rakendused - määratlus, geneetika, meditsiin, põllumajandus, loomakasvatus, jäätmed, biokeemia, viroloogia, rakubioloogia
Nukleiinhappe liigid
Nukleiinhapped on polümeersed ühendid, mis talletavad kogu geneetilist teavet, nimelt nende kohta mõeldud "jooniste" komplekti Tegelikud ja potentsiaalsed omadused, mille organism on saanud eelmistest põlvedest ja seejärel põlvedele edasi andnud järgmine.
Nukleiinhappeid on kahte tüüpi:
- Deoksüribonukleiinhape (DNA)
- Ribonukleiinhape (RNA)
DNA on tuumas (rakutuumas) leiduv hiigelmolekul, mille molekulmass on suhteline (Härra) ulatus 6 miljonist 16 miljonini. Iga DNA funktsionaalne osa on tuntud kui geen. Tuhanded organismi geenid sisaldavad valgujärjestuste geneetilist koodi. See tähendab, et see sisaldab teavet valgu aminohapete ahelate järjestuse kohta. Iga aminohape kirjutatakse abiga sobivasse DNA järjestusse koodon koosneb kolmest järjestikusest aluspaarist. Näiteks aminohappe fenüülalaniini (Phe) koodon on TTC. DNA molekul koosneb kahest kaardus polümeerahelast heeliks topelt. Topeltspiraali kinnitavad vesiniksidemed, sealhulgas ühest ahelast tümiin ja teisest adeniin. Ja ühe ahela tsütosiini ja teise ahela guaniini vahel.
Sest väljendus geen, mis tähendab sobivate valkude sünteesi, tuleb DNA järjestuse teave muuta valgujärjestuseks. Kuna DNA ise valgusünteesis ei osale. Seega tuleb teave raku tuumast viia valkude sünteesikohta, nimelt ribosoomidesse. Selleks kõigepealt kopeerimisprotsessi kaudu ( transkriptsioon ).
RNA on polümeer, millel on väiksem molekulmass, mis on vahemikus 20 tuhat kuni 40 tuhat. Geeni vastav osa kopeeritakse karaka RNA-ks (messenger RNA, mRNA). -Kujuline mRNA järjestus paar DNA-ahelaga, mis sisaldab vastava geeni koodi. Kuna RNA sisaldab ti-min asemel uratsiili, on DNA triplett AAG Näiteks moodustub mRNA koodon UUC.
Nii DNA kui RNA on ühikute polümeerid nukleotiidid. Nukleotiidühik koosneb kolmest osast: pentoosisuhkur, orgaaniline alus (lämmastikku sisaldav heterotsükliline ühend) ja fosforhappe. Sisaldas pentoos RNA on riboos, samas kui pentoos on DNA on desoksüriboos, milles puudub riboosi hapniku aatom. DNA-d ja RNA-sid saab eristada suhkru tüübi järgi.
KEEL.
Nukleiinhappe alus on aromaatne heterotsükliline rühm, mis on saadud pürimidiinist või puriinist. Nendest alustest viis moodustavad kõigi eluskudede nukleiinhapete peamised komponendid. Puriinaluseid adeniini (Ade) ja guaniini (Gua), samuti pürimidiinaluse tsütosiini (Cyt) leidub RNA-s ja DNA-s. Teiselt poolt leidub uratsiili (Ura) ainult RNA-s. DNA-s asendatakse uratsiil tümiiniga (Thy), mis on uratsiili 5-metüülderivaat. TRNA-s ja muud tüüpi RNA-des leidub palju muid modifitseeritud aluseid.
NUKLEOTSIIDID, NUKLEOTIIDID.
Nukleiinhappe monomeere nimetatakse nukleotiidideks. Kui nukleiinhappe alus on seotud riboosi või 2-deoksüriboosiga, saadakse nukleosiid. Nukleosiid on fosfaatrühmata nukleotiid.
RNA-s on nelja tüüpi orgaanilisi aluseid, nimelt:
- Adeniin (6-aminopuriin) või A,
- Guaniin (6-oksü-2-aminopuriin) või G
- Tsütosiin (2-oksü-6-aminopuriin) või C
- Uratsiil (2,6-dioksüpürimidiin) või U
DNA-s ei sisalda see uratsiili, vaid on asendatud tümiiniga (2,6-doksü-5-metüülpürimidiin). Raku sees esterdatakse nukleosiidi suhkrukomponendi 5'-OH rühm tavaliselt fosforhappega. Adenosiinist moodustub adenosiin-5'-OH-monofosfaat (AMP) ja dAMP-s sellele vastav dA
Kui 5'-fosfaatahel on happeanhüdriidsideme abil ühendatud teise fosfaatahelaga, saadakse sellest nukleosiiddifosfaat ja trifosfaat, näiteks ADP ja ATP. Need kaks nukleidiidi on olulised koensüümid energia ainevahetuses.
Oligonukleotiidid, polünukleotiidid.
Fosfaatahelad võivad omavahel moodustada happeanhüdriide. See võimaldab siduda nukleotiide üksteisega fosfaatahela kaudu. Kui ühe nukleotiidi fosfaatahel reageerib teise nukleotiidi 3'-OH rühmaga, moodustab see dinukleotiidi, millel on fosfori happe struktuur. Lisaks saab seda dinukleotiidi ühendades teiste diesterfosforhappesidemetega pikendada veel ühe mononukleotiidi võrra. Sel viisil moodustuvad oligonukleotiidid ja lõpuks polünukleotiidid.
Ribonukleotiidkomponendiga polünukleotiide nimetatakse ribonukleiinhappeks (RNA) ja desoksüribonukleiinmonomeeridest moodustunud desoksüribonukleiinhappeks (DNA). Oligonukleaatide ja polünukleaatide struktuuri kirjeldamiseks kasutatakse nukleosiidkomponentide lühendeid, mis on kirjutatud vasakult paremale suunas 5'-3 '. Mõnikord tähistab fosfaatahela positsiooni tähis "p". seega RNA struktuur.
Nukleosiidides ja nukleotiidides esineb pentoosahel furanoosi kujul. Suhkur ja alus on ühendatud N-glükosiidsideme kaudu C-1 suhkru ja N-9 puriini või N-1 pürimidiini ringi vahel. Sellel võlakirjal on alati konfiguratsioon. Kui orgaaniline alus on seotud pentoosiga, moodustub nukleosiid ja kui nukleosiid on seotud fosforhappega, siis moodustub nukleotiid.
- RNA nukleosiid
Adeniin + riboos = adenosiin
Guaniin + riboos = guanosiin
Tsütosiin + riboos = tsütodiin
Uratsiil + riboos = uridiin.
- Nukleosiid DNA-s
Adeniin + deoksüriboos = deoksüadenosiin
Guaniin + desoksüriboos = deoksüguanosiin
Tsütosiin + desoksüriboos = deoksüsitidiin
Tümiin + desoksüriboos = deoksütürimidiin
Nii nagu aminohapped kondenseeruvad, moodustades valgupolümeere, kondenseeruvad nukleotiidid ka nukleiinhappe polümeerideks (DNA ja RNA). Nukleotiidi fosfaatrühm ühendub naabernukleotiidi pentoosi osaga, moodustades väga pika nukleiinhapete ahela.
Kuigi DNA-s ja RNA-s on ainult nelja tüüpi orgaanilisi aluseid, varieerub nende aluste arv ja järjestus nii palju, et neid on nii palju! Kujutage ette, et nukleotiididest koosneva ahela puhul võib teoreetiliselt 4x10E esineda 87 erinevat tüüpi nukleiinhappeid (DNA ja RNA).
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Rakkude liitmine - määratlus, protsess, eelised, antikehad, hübridoomid, tootmine, näited
Nukleiinhappe funktsioon
DNA salvestab teavet (koode) valgu tüübi kohta, mida rakk peab tootma. geneetiline teave on DNA lämmastikaluste järjestuste suhe määrab aminohapete järjestuse valkudes.Geneetilise koodi struktuuri nimetatakse koodon. Kodon on kolme nukleotiidi järjestus iseloomulikus järjekorras. Iga koodon määrab ühe aminohappe, mida kasutatakse valkude sünteesiks. Uuel rakul on geneetiline teave, mis on identne algse rakuga. Mõnikord tekib uute kromosoomide moodustumisel viga, mille tagajärjel muutuvad geneetilised omadused. Selliseid asju nimetatakse sageli mutatsioon.
Nukleiinhapete erinevad funktsioonid
Nukleiinhapetel on mitmeid muid olulisi funktsioone, mis on järgmised:
- Salvesta
- edastama
- Geneetilise teabe tõlkimine
- Vahepealne ainevahetus
- Energiateabe reaktsioonid
- Energiakandja koensümeensiim
- Äädikhappe ülekande koensüüm
- Suhkur
- Aminoühendid
- Muud biomolekulid
- Ja oksüdatsiooni-redutseerimise reaktsiooni koensüüm
Nukleiinhapped on polünukleotiidid, st polümeerid, mille koostisosadeks on nukleotiidid. Nukleotiidid koosnevad 3 komponendist, nimelt lämmastikalustest, pentoosidest (viis süsinikusuhkrut) ja fosfaatrühmadest. On kaks lämmastikualuste rühma, nimelt pürimidiinid, mis koosnevad tümiinist (T) tsütosiinist (S) ja uratsiilist (U), puriinid aga adeniinist (A) ja guaniinist (G).
Nukleotiidide tüübi põhjal jagunevad nukleiinhapped kahte tüüpi:
- Ribonukleiinhape (RNA)
- Ja deoksüribonukleiinhape (DNA)
DNA ja RNA molekulidel on mõned põhierinevused, DNA-l on ainult üks liik. Kui RNA-l on kolme tüüpi, nimelt m-RNA (messenger RNA kui messenger), r-RNA (ribosoomis on ribosoomne RNA) ja t-RNA (aminohapete kandmiseks viige RNA üle).
Nukleotiide ei leidu mitte ainult DNA ja RNA molekulides, vaid ka teistes molekulides kui energiavarusid ja koensüüme. energiat salvestavad nukleotiidimolekulid, nt adenosiinmonofosfaat (AMP), adenosiindifosfaat (ADP), adenosiin trifosfaat (ATP), guanosiinmonofosfaat (GMP), guanosiinitrifosfaat (GTP), stridiintrifosfaat (STP) ja uridiinmonofosfaat (UMP). Koensüümidena kasutatavad nukleotiidmolekulid on näiteks nikotiinamiidadeniindinukleotiid (NAD), flaviinadeniindinukleotiid (FAD) ja flaviinmononukleotiid (FMN).
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Rakkude organellide ja nende funktsioonide selgitus ekspertide sõnul
Nukleiinhappe struktuur
Deoksüribonukleiinhappe (DNA) struktuur
See hape on polümeer, mis koosneb desoksüribonukleotiidmolekulidest, mis on üksteisega seotud ja moodustavad pika polünukleotiidahela.
See pikk DNA molekul moodustub desoksüriboosi molekuli arvu 3 C ja numbri 5 C aatomi vahelise sideme abil fosfaatrühma abil.
Keemiliselt sisaldab DNA järgmisi omadusi:
- Omab desoksüriboosi suhkrugruppi.
- Lämmastikulised alused on guaniin (G), tsütosiin (C), tümiin (T) ja adeniin (A).
- Tal on paralleelne topeltheeliksi kett
- Kahe ahela lämmastikaluse sisaldus on võrdne ja paaristub spetsiifiliselt üksteisega. Guaniin paarub alati tsütosiiniga (G – C) ja adeniin paaridega tümiiniga (A – T), seega on guaniini kogus alati võrdne tsütosiini kogusega. Samamoodi adeniin ja tümiin.
Ribonukleiinhappe (RNA) struktuur
Ribonukleiinhape on ribonukleotiidimolekulidest koosnev polümeer. Sarnaselt DNA-ga moodustub ribonukleiinhape fosfaatrühma abil sideme abil ribosemolekuli number 3 C aatomi ja number 5 C aatomi vahel. Struktuurivalem on sama, mis joonisel 10.2, kuid suhkur on riboos (C-aatomi number 2 seondub OH-rühmaga)
RNA-l on spetsiifilised omadused, mis erinevad DNA keemilistest omadustest, nimelt:
- Pentoosisuhkur on riboos
- RNA-l on tümiini asemel DNA-s ribonukleotiidid guaniin (G), tsütosiin (C), adeniin (A) ja Uracil (U).
- Fosfodiestri ahel on üksik ahel, mis võib kahekordse ahelana kokku panna juuksenõelaks. Erinevalt DNA-st on molekuli kuju topeltheeliks.
- Bassisisalduse protsent ei pea olema sama, adeniinipaar ei pea olema sama kui uratsiil ja tsütosiin ei pea olema sama kui guaniin.
RNA-d on kolme tüüpi, nimelt tRNA (transfer RNA), mRNA (messenger RNA) ja rRNA (ribosomaalne RNA). Nendel kolmel RNA tüübil on erinevad funktsioonid, kuid koos on neil valkude sünteesis oluline roll.
Nukleiinhapete struktuuri saab näha / kirjutada primaarsete, sekundaarsete ja tertsiaarsete struktuuride kujul. Primaarne struktuur moodustub siis, kui ühe nukleotiidi fosfaatrühm on kovalentse sideme kaudu seotud estriga teise nukleotiidi hüdroksüülrühmaga. Need nukleotiidid moodustavad pikad ahelad (polünukleotiidid). Kõigi polünukleotiidide kaks olulist omadust on:
- Monomeerühikute vahelised polünukleotiidsed fosfodiestersidemed on alati ühe monomeeri 3 'ja järgmise 5' süsiniku vahel. Niisiis on lineaarse polünukleotiidahela DNA kaks otsa vastupidised. Üks ots reageerib tavaliselt 5'-fosfaadiga ja teine 3'-hüdroksüülrühmaga.
- Polünukleotiidahel on ainulaadne, määratud selle aluste järjekorra järgi.
DNA sekundaarse struktuuri avastas James D. Watson ja F. H. C. Crick (1953). Nad seadistasid röntgendifraktsiooni mustri, mis näitab polüdoksüribonukleotiidimudelit topeltheeliksi kujul.
Joonis 10.4 selgitab seda
- (A) Diagrammil olev riba näitab kahe DNA ahela suhkru-fosfaadi selgroogu. See spiraal on "parema käe" spiraal, mis on kaardus ülespoole õiges suunas. Neid kahte ahelat hoiavad koos lämmastikuga aluste vahel vesiniksidemed (punktiirjooned), mis on paaritatud kaksikheeliksi sees.
- (B) näitab osalist keemilist struktuuri, millel on välja toodud kaks ahelat, märkides, et kiududel on vastupidine suund.
- (C) Tugevalt seotud lämmastiku aluspaarid on arvutimudelil selgelt nähtavad (kolmemõõtmelised). Ristuvate aluspaaride vahelised atraktiivsed jõud mängivad molekuli säilitamisel olulist rolli.
RNA sekundaarne struktuur on üks juhuslik mähis ja mitu spiraalset osa, mis näitavad aluspaare. RNA sekundaarne struktuur varieerub vastavalt RNA tüübile. MRNA tüübid võivad olla spiraalsed, tRNA on ristikleht ja rRNA on juhuslik.
Suur osa DNA-st on loomulikult kolmanda struktuuriga. Üks näide on ümmargune struktuur, mis võib olla juhuslik (keerdunud) ja avatud ümmargune. Spiraal on DNA struktuur, mis on kovalentselt suletud, kuna polünukleotiidne ahel jääb puutumatuks. Sellel struktuuril pole vaba 5 'või 3' otsa. Kui üks polünukleotiidaheladest puruneb,
siis naaseb topelthelix avatud ringlusena tavapärasele kujule. Kolmanda taseme DNA näited on ST-40 viiruse DNA, bakteriaalne plasmiidne DNA ja teised. Sellel DNA struktuuril on väga iseloomulikud omadused ja see on kasulik geenitehnoloogias.
Joonis 10.5 näitab, et vesiniksidemed moodustuvad molekulaarahela aluste vahel, nimelt vesiniku- ja lämmastikuaatomite vahelised sidemed. Adeniin paarub tümiiniga kahe vesiniksidemega (A = T), guaniin ja tsütosiin aga kolme vesiniksidemega (G ≡ C).
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Loomarakkude struktuur ja funktsioon ning nende seletused
Nukleiinhappe nomenklatuur
Termin nukleiinhape on biopolümeeride perekonna liikmete DNA ja RNA üldnimetus ning see on polünukleotiidide sünonüüm. Nukleiinhapped on nimetatud nende esmase avastamise tõttu tuumas ja fosfaatrühma (seotud fosforhappega) järgi. Ehkki nukleiinhapped avastati esmakordselt eukarüootsete rakkude tuumast, on nad nüüd teada leidub kõigis eluvormides, sealhulgas bakterites, arheedes, mitokondrites, kloroplastides, viirustes ja viroidid. Kõik elusrakud ja organellid sisaldavad nii DNA-d kui RNA-d, samas kui viirused sisaldavad kas DNA-d või RNA-d, kuid tavaliselt mitte mõlemad. Bioloogiliste nukleiinhapete põhikomponendid on nukleotiidid, mis mõlemad sisaldavad pentoosisuhkrut (riboosi või desoksüriboosi), fosfaatrühma ja nukleobaasi. Nukleiinhappeid toodetakse ka laboris ensüümide (DNA ja RNA polümeraas) kasutamise ning tahke faasi keemilise sünteesi teel.
Keemilised meetodid võimaldavad genereerida ka muud looduses leidumatuid nukleiinhappeid, näiteks peptiidseid nukleiinhappeid.
- Nukleiinhapetes sisalduv suhkur on riboos.
- Riboos (b-D-furanoos) on pentoosisuhkur (süsinikuarv 5).
- Pöörake tähelepanu numeratsioonile. Kirjalikult on see tähistatud algarvuga ('), et eristada lämmastikalusel põhinevat numeratsiooni
- Riboossuhkur seondub lämmastikuga (süsinikuaatomi 1 juures).
- Riboossuhkur seondub fosfaatrühmaga (süsinikuaatomi nr 5 juures).
- Hüdroksüülrühm süsinikuaatomil number 2
LÄMMASTISALUS
- Lämmastikuga alus on seotud b-sidemega riboosi või desoksüriboosi suhkru süsinikuaatomil number 1 '.
- Pürimidiinid on seotud ribosuhkruga tsükli struktuuri N-1 aatomi juures.
- Puriinid on seotud ribosuhkruga tsükli struktuuri N-9 aatomi juures.
PURIINI KEEL
FOSFAATKlaster
- Nukleosiid: puriinide ja primidiinide ühendid koos riboosi ja desoksüriboosiga. Mõned nukleosiidide nimed:
- Nukleotiid: fosforhappega nukleosiidester.
Mõnede nukleotiidide nimetuste ja nende funktsioonide lühendid:
- Energiakandjana. Olulised nukleotiidid: AMP, ADP, ATP → oluline energia salvestamisel ja kasutamisel raku ainevahetuse ajal.
ATP on rakkude peamine energiakandja:
ADP + Pa ATP (oksüdatiivne fosforülaas)
Energia
ATP + H2O → ADP + Pa (nagu. fosfaat) + energia (hüdrolüüs) -
Molekuli põhiliste ehitusplokkide kandja.
Näide:
- glükogeeni sünteesiks mõeldud nukleotiid-uridiindifosfaat (UDP)
- Koliinfosfolipiidide koliintsütidiindifosfaadi süntees.
- DNA ja RNA nukleotiidtrifosfaadi (NTP) süntees -
Koensüümina
- Nikotamiidmononukleotiid (NMN) → on vitamiin
- Flavini mononukleotiid (FMN) → oksüdatsiooni koensüüm - redutseerimisprotsess rakuhingamisel.
- nikotiinamiidadeniini dinukleotiid (NAD), nikotiinamiidi adeniini dinukleotiidi fosfaat (NADP), flaviinadeniini dinukleotiid (FAD) → koensüümi oksüdatsioon - redutseerimisprotsess
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Lahter: mõiste, osad, struktuur ja komponendid ning nende funktsioonid täielikus bioloogias
Nukleiinhappe hüdrolüüs
1. Hüdrolüüs ensüümidega
Hüdrolüüs ensüümidega → nukleaasi ensüümid, mis koosnevad:
- Eksonukleaasi ensüümid ründavad polünukleotiidahelate otsasid
- endonukleaasi ensüümid → ründavad ahela sisemust
2. Hüdrolüüs happe / alusega
- DNA hüdrolüüs happega → moodustavad apuriinhappe (DNA ilma puriinideta) ja apirimiidhappe (DNA ilma pürimidiinideta)
- Alused ei hüdrolüüsi DNA-d
- Alustega RNA hüdrolüüs puruneb → hüdroksüülrühma sidemed - 2 riboos.