Нуклеиновые кислоты: свойства, характеристики, типы, виды, функции и структуры
Нуклеиновые кислоты: свойства, характеристики, типы, виды, функции и структуры была первой макромолекулой, выделенной из ядра клетки. Нуклеиновые кислоты имеют форму линейных цепей, которые представляют собой комбинацию нуклеотидных мономеров в качестве строительных единиц.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Ферментация - определение, свойства, факторы, цель, стадии, преимущества, молочная кислота, примеры
Нуклеиновая кислота
Нуклеиновые кислоты были первыми макромолекулами, выделенными из ядра клетки. Нуклеиновые кислоты имеют форму линейных цепей, которые представляют собой комбинацию нуклеотидных мономеров в качестве строительных блоков. Эта молекула хранит информацию о росте и размножении клеток.
Нуклеиновая кислота представляет собой крупный полимер с размерами от 25 000/1 000 000 до 1 миллиарда. Нуклеиновые кислоты, как ДНК, так и РНК, состоят из нуклеотидных мономеров. Нуклеотиды состоят из фосфатной группы, азотистого основания и пентозного сахара. Азотистые основания являются производными пуриновой и пиримидиновой групп. Пурин Основные нуклеиновые кислоты: аденин а также гуанин, тогда как пиримидин является цитозин, тимин а также урацил.
Нуклеотидные мономеры в качестве первичной структуры нуклеиновых кислот получают в результате гидролиза нуклеиновых кислот. Дальнейший гидролиз нуклеотидных мономеров приведет к образованию фосфорной кислоты и нуклеозидов. Этот процесс гидролиза осуществляется в щелочной среде.
Если гидролиз нуклеозидных соединений продолжается в водном растворе кислоты, молекулы сахара и азотистые основания будут образовываться в гетероциклической форме. Так что молекулярный состав нуклеиновых кислот известен четко
Похоже, что основная структура нуклеиновых кислот представляет собой молекулу сахара, содержащую фосфорную кислоту и азотистое основание, связанные фосфодиэфирными связями с образованием длинных цепей. Можно увидеть нуклеотидные мономеры
Соединения сахаров, составляющие нуклеотиды, представляют собой сахара с 5 (пятью) атомами углерода, а именно 2-дезокси-D-рибозу и D-рибозу, см. Таблицу ниже.
Нуклеозидные основания, обнаруженные в нуклеиновых кислотах, представляют собой аденин (обозначенный A), цитозин (C, от цитозин), гуанин (G), тимин (T) и урацил (U), см. диаграмму 14.58.
Нуклеиновые кислоты в клетках состоят из ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (Рибонуклеиновая кислота). Эти два типа нуклеиновых кислот имеют разные пуриновые основания, составляющие их молекулы. РНК состоит из сахара D-рибозы и основания урацила. Между тем, ДНК состоит из сахара 2-дезокси-D-рибозы, а именно сахара D-рибозы, который теряет группу ОН на атоме углерода номер 2 и основание тимина.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Понимание кислотного дождя - история, причины, процесс, воздействие, контроль, предотвращение, закон, примеры
Нуклеиновая кислота, составляющая нуклеозид
Нуклеотиды - это нуклеозиды, в которых сахарная группа в 5'-положении связывается с фосфорной кислотой (фосфатная группа) сложноэфирными связями. Нуклеозид состоит из пентозы (дезоксирибозы или рибозы), которая связывается с основанием (производным пурина или пиримидина) через гликозидная связь.
Пентоза, полученная из ДНК, представляет собой дезоксирибозу, а из РНК - рибозу. Пуриновые и пиримидиновые основания, полученные из ДНК, представляют собой аденин, гуанин, цитозин и тимин. В то время как основания РНК состоят из аденина, гуанина, цитозина и урацила. Таким образом, нуклеозиды являются составными частями нуклеотидов, и им можно дать тривиальные имена и систематические названия, как показано в следующей таблице:
Таблица 10.1 Нуклеиновая кислота, образующая нуклеозидное соединение
| Мономер нуклеиновой кислоты | Банальное имя | Систематическое название |
|
Рибонуклеозид Рибоза + базовый аденин Рибоза + гуаниновая основа Рибоза + базовый урацил Рибоза + основной цитозин Дезоксирибонуклеозид Дезоксирибоза + адениновое основание Дезоксирибоза + гуаниновая основа Дезоксирибоза + основной цитозин Дезоксирибоза + тиминовая основа |
Аденозин гуанозин Уридин цитидин Дезокси-аденозин Дезоксигуанозин Дезоксицитидин Дезокситимидин |
Аденин нуклеозид Гуаниновый нуклеозид нуклеозид урацила Цитозин нуклеозид Дезокси-аденин нуклеозид Нуклеозид дезокси-гуанина Нуклеозид дезокси-цитозина Нуклеозид дезокситимина |
Нуклеозиды в свободной форме имеют важные функции для здоровья, например, пуромицин, который действует как антибиотик, подавляющий синтез белка (продуцируемый стрептомицеты). Арабинозилцитозин и арабинозиладенин как противовирусное и противогрибковое средство.
Нуклеотиды существуют в виде свободных молекул или связаны с другими нуклеотидами с образованием нуклеиновых кислот. Примеры можно увидеть в следующей таблице:
Таблица 10.2 Мононуклеотидный состав нуклеиновых кислот ДНК и РНК
| Азотная основа | Название Рибонуклеотид (РНК) | Название дезоксирибонуклеотид (ДНК) |
| Аденин (А)
Гуанин (G) Тимин (T) Цитозин (С) Урацил (U) |
Аденозин-5'-монофосфат (АМФ)
Гуанозин 5'-монофосфат (GMP) ——————- Цитидин 5'-монофосфат (CMP) Уридин 5'-монофосфат (UMP) |
Дезокси-аденозин 5'-монофосфат (dAMP)
Дезокси-гуанозин 5'-монофосфат (dGMP) Дезокситимидин 5'-монофосфат (dTMP) Дезоксицитидин 5'-монофосфат (dCMP) —————— |
Некоторые нуклеотиды, которые выполняют важные функции в клетках, такие как аденозин-5'-монофосфат (AMP), аденозин-5'-дифосфат (АДФ) и аденозин-5'-трифосфат (АТФ), которые играют важную роль в передаче фосфатных групп для приема и доставки энергия.
Другие циклические нуклеотиды, такие как аденозин-3'-5'-циклический монофосфат (циклический АМФ или цАМФ), действуют как вторичные посредники при контроле метаболизма адреналина. Другой свободный нуклеотид - это циклический гуанозинмонофосфат (циклический GMP = cGMP), который, как полагают, действует как ингибитор ферментов, стимулируемых цАМФ. Кроме того, известно, что несколько трифосфонуклеотидов, помимо АТФ, играют роль в различных реакциях в клетках. Например, CTP (Citidin 5'-triphosphate) участвует в биосинтезе фосфолипидов, UTP играет роль в биосинтезе различных углеводных соединений. CTP и UTP также используются в биосинтезе РНК и ДНК.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: «Ядро (клеточное ядро)» Определение и (Структура - Функция)
Типы нуклеиновых кислот
Дезоксирибонуклеиновая кислота
Дезоксирибонуклеиновая кислота - это нуклеиновая кислота, которая содержит генетические инструкции, используемые в развитии и функционировании всех известных живых организмов. Основная роль молекулы ДНК - долгосрочное хранение информации, и ДНК часто сравнивают с одним набором. blueprint, потому что он содержит инструкции, необходимые для построения других компонентов клетки, таких как белки и молекулы РНК. Сегменты ДНК, которые несут эту генетическую информацию, называются генами, но другие последовательности ДНК имеют структурное назначение или участвуют в регулировании использования этой генетической информации.
Характеристики дезоксирибонуклеиновой кислоты:
- Макромолекулы с очень большим Mr.
- Состоит из основных мононуклеотидов:
дАМФ, dGMP, dTMP, dCMP
- Состоит из двух или более полинуклеотидных цепей, образующих спиральную структуру (двойная спираль).
- Каждый вид / организм мононуклеотидов в первую очередь имеет определенное соотношение, последовательность и молекулярную массу (Mr).
- В прокариотических клетках (содержащих только одну хромосому) ДНК представляет собой единую макромолекулу с Mr = 2 x 109.
- В эукариотических клетках (содержащих множество хромосом) имеется множество молекул ДНК с очень большими размерами Mr.
- ДНК в основном находится в ядре клетки (ядерная ДНК) в сочетании с белками. гистоны. Его также можно найти в цитоплазме (цитоплазматическая ДНК), в митохондриях, в хлоропластах.
- В бактериальных клетках, помимо того, что он находится в ядре клетки, он также может быть обнаружен в клеточной мембране = мезосомах и в цитоплазме вне хромосом = плазмидах / эписомах.
- Нормальная ДНК другого вида показывает закономерность
ПРАВИЛА ЧАРГАФА:
- Основной состав ДНК организма закреплен во всех его клетках и имеет определенные характеристики.
- Базовый состав ДНК варьируется от одного организма к другому, выраженный соотношением диссимметрии: (A + T) / (G + C)
- Базовый состав вида не меняется с возрастом, состоянием питания или окружающей средой.
- Количество аденина в ДНК организма всегда равно количеству тимина (A = T).
- Количество гуанина в ДНК организма всегда равно количеству цитозина (G = C).
- Общее количество пуриновых оснований в ДНК организма всегда равно общему количеству пиримидиновых оснований: (A + G) = (T + C).
Рибонуклеиновая кислота
Рибонуклеиновая кислота (РНК) выполняет функцию преобразования генетической информации из генов в аминокислотные последовательности из белков. Три универсальных типа включают транспортную РНК (тРНК), информационную РНК (мРНК) и рибосомную РНК (рРНК). Мессенджер РНК переносит информацию о генетической последовательности между ДНК и рибосомами, направляя синтез белка. Рибосомная РНК является основным компонентом рибосом и катализирует образование пептидных связей. РНК-переносчик служит молекулой-носителем для аминокислот, используемых в синтезе белка, и отвечает за декодирование мРНК. Кроме того, сейчас известно множество классов РНК.
Характеристики рибонуклеиновой кислоты:
Состоит из одной цепи полирибонуклеотидов.
- Практически полностью находится в цитоплазме, также встречается в вирусах.
- Единая цепь → Правила Чаргаффа не применяются
- Есть 3 вида: тРНК (транспортная РНК) - мРНК (информационная РНК) - рРНК (рибосомная РНК).
- -тРНК
Малая молекула
Основания: A, G и U метилированы.
Количество составляет лишь небольшую часть от общей РНК в клетке.
Транспортировать (транспортировать) специфические аминокислоты к
Рибосомы для процесса синтеза белка.
- -мРНК
Его базы: A, G, C и U
Синтезируется в ядре клетки в процессе транскрипции.
Носитель генетической информации от ДНК до
Синтез белка
Короткий срок жизни → подвергается деградации / ресинтезу.
- -рРНК
Большая часть РНК в клетке (80%)
Состоит из 60% веса рибосомы
Основные базы: A, G, C, U
Его функция не ясна
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Приложения современной биотехнологии - определение, генетика, медицина, сельское хозяйство, животноводство, отходы, биохимия, вирусология, клеточная биология
Виды нуклеиновой кислоты
Нуклеиновые кислоты - это полимерные соединения, в которых хранится вся генетическая информация, а именно набор «схем» о Фактические и потенциальные характеристики, полученные организмом от предыдущих поколений, а затем переданные в поколения следующий.
Есть два вида нуклеиновых кислот:
- Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК)
- Рибонуклеиновая кислота (РНК)
ДНК представляет собой гигантскую молекулу, которая находится в ядре (ядре клетки), с относительной молекулярной массой (Мистер) колеблется от 6 миллионов до 16 миллионов. Каждая функциональная часть ДНК известна как ген. Тысячи генов организма содержат генетический код белковых последовательностей. То есть он содержит информацию о последовательности аминокислотных цепей белка. Каждая аминокислота записана в соответствующей последовательности ДНК с помощью кодон состоящий из трех последовательных пар оснований. Например, кодон аминокислоты фенилаланин (Phe) - TTC. Молекула ДНК состоит из двух изогнутых полимерных цепей. спираль двойной. Двойная спираль подтверждается водородными связями, включая тимин из одной цепи и аденин из другой. И между цитозином из одной цепи с гуанином из другой цепи.
Для выражение ген, означающий синтез соответствующих белков, информацию о последовательности ДНК необходимо преобразовать в последовательность белка. Потому что сама ДНК в синтезе белка не участвует. Таким образом, информация должна передаваться от ядра клетки к месту, где синтезируются белки, а именно к рибосомам. Для этого сначала через процесс копирования ( транскрипция ).
РНК - это полимер с меньшей молекулярной массой, которая составляет от 20 тысяч до 40 тысяч. Соответствующая часть гена копируется в РНК карака (информационная РНК, мРНК). -Образная последовательность мРНК пара с цепочкой ДНК, содержащей код соответствующего гена. Поскольку РНК содержит урацил вместо ti-min, триплет ДНК AAG Например, будет сформирован кодон мРНК. UUC.
И ДНК, и РНК представляют собой полимеры звеньев. нуклеотиды. Нуклеотидная единица состоит из трех частей: пентозный сахар, органическое основание (азотсодержащее гетероциклическое соединение), и фосфорная кислота. Пентоза содержала РНК является рибоза, а пентоза при ДНК является дезоксирибоза, в котором отсутствует атом кислорода рибозы. ДНК и РНК можно различить по типу сахара.
ЯЗЫК.
Основание нуклеиновой кислоты представляет собой ароматический гетероцикл, производный от пиримидина или пурина. Пять из этих оснований вместе составляют основные компоненты нуклеиновых кислот всех живых тканей. Пуриновые основания аденин (Ade) и гуанин (Gua), а также пиримидиновое основание цитозин (Cyt) обнаруживаются в РНК и ДНК. С другой стороны, урацил (Ura) содержится только в РНК. В ДНК урацил заменен тимином (Thy), который является 5-метилпроизводным урацила. Большое количество других модифицированных оснований обнаружено в тРНК и в других типах РНК.
НУКЛЕОЦИДЫ, НУКЛЕОТИДЫ.
Мономеры нуклеиновых кислот называются нуклеотидами. Когда основание нуклеиновой кислоты связано с рибозой или 2-дезоксирибозой, получается нуклеозид. Нуклеозид - это нуклеотид без фосфатной группы.
В РНК есть четыре типа органических оснований, а именно:
- Аденин (6-аминопурин) или А,
- Гуанин (6-окси-2-аминопурин) или G
- Цитозин (2-окси-6-аминопурин) или C
- Урацил (2,6-диоксипиримидин) или U
В ДНК он не содержит урацила, но заменен тимином (2,6-дуокси-5-метилпиримидином). Внутри клетки 5'-ОН-группа сахарного компонента нуклеозида обычно этерифицируется фосфорной кислотой. Из аденозина образуется аденозин 5'-ОН монофосфат (АМФ) и из соответствующего ему dA в dAMP.
Когда 5'-фосфатная цепь связана с другой фосфатной цепью посредством ангидридной связи, это приводит к образованию нуклеозиддифосфата и трифосфата, например АДФ и АТФ. Эти два нуклеида являются важными коферментами в энергетическом обмене.
Олигонуклеотиды, полинуклеотиды.
Фосфатные цепи друг с другом могут образовывать ангидриды кислот. Это позволяет связывать нуклеотиды друг с другом через фосфатную цепь. Когда фосфатная цепь одного нуклеотида реагирует с 3'-ОН группой другого нуклеотида, она образует динуклеотид с динуклеотидной структурой фосфорной кислоты. Кроме того, за счет связывания с другими связями диэфирной фосфорной кислоты этот динуклеотид может быть удлинен одним дополнительным мононуклеотидом. Таким образом образуются олигонуклеотиды и, наконец, полинуклеотиды.
Полинуклеотиды с рибонуклеотидным компонентом называются рибонуклеиновой кислотой (РНК), а те, которые образованы из дезоксирибонуклеиновых мономеров, называются дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК). Для описания структуры олигонуклеатов и полинуклеатов используются сокращения нуклеозидных компонентов, которые пишутся слева направо в направлении 5'-3 '. Иногда положение фосфатной цепи обозначается буквой «р». таким образом структура РНК.
В нуклеозидах и нуклеотидах пентозная цепь присутствует в фуранозной форме. Сахар и основание связаны посредством N-гликозидной связи между сахаром C-1 и пуриновым кольцом N-9 или пиримидиновым кольцом N-1. У этой связи всегда есть конфигурация. Когда органическое основание связано с пентозой, образуется нуклеозид, а когда нуклеозид связан с фосфорной кислотой, образуется нуклеотид.
- Нуклеозид в РНК
Аденин + Рибоза = Аденозин
Гуанин + Рибоза = Гуанозин
Цитозин + Рибоза = Цитодин
Урацил + Рибоза = Уридин.
- Нуклеозид в ДНК
Аденин + дезоксирибоза = дезоксиаденозин
Гуанин + дезоксирибоза = дезоксигуанозин
Цитозин + дезоксирибоза = дезоксиситидин
Тимин + дезоксирибоза = дезокситиримидин
Так же, как аминокислоты конденсируются с образованием белковых полимеров, нуклеотиды также конденсируются с образованием полимеров нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Фосфатная группа нуклеотида объединяется с пентозной частью соседнего нуклеотида с образованием очень длинной цепи нуклеиновых кислот.
Хотя в ДНК и РНК всего четыре типа органических оснований, количество и порядок этих оснований настолько различаются, что их так много! Представьте себе, что для цепи, состоящей из нуклеотидов, теоретически 4x10E может встречаться 87 различных типов нуклеиновых кислот (ДНК и РНК).
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Слияние клеток - определение, процесс, преимущества, антитела, гибридомы, получение, примеры
Функция нуклеиновой кислоты
ДНК хранит информацию (коды) о типе белка, который должна производить клетка.. генетическая информация Связь между последовательностями азотистых оснований в ДНК определяет последовательность аминокислот в белках.Структура генетического кода называется кодон. Кодон - это последовательность из трех нуклеотидов в характерном порядке. Каждый кодон определяет одну аминокислоту, которая будет использоваться для синтеза белка.Новая клетка имеет генетическую информацию, идентичную исходной клетке. Иногда возникает ошибка при образовании новых хромосом, что приводит к изменению генетических признаков. Такие вещи часто называют мутация.
Различные функции нуклеиновых кислот
Есть несколько других важных функций нуклеиновых кислот, а именно:
- Сохранить
- передавать
- Перевод генетической информации
- Промежуточный метаболизм
- Энергетические информационные реакции
- Энергоноситель коэнзимеэнзим
- Кофермент переноса уксусной кислоты
- Сахар
- Аминосоединения
- Другие биомолекулы
- И кофермент окислительно-восстановительной реакции
Нуклеиновые кислоты представляют собой полинуклеотиды, то есть полимеры, составляющими звеньями которых являются нуклеотиды. Нуклеотиды состоят из 3 компонентов, а именно азотистых оснований, пентоз (пять углеродных сахаров) и фосфатных групп. Есть две группы азотистых оснований, а именно пиримидины, состоящие из тимина (T), цитозина (S) и урацила (U), а пурины состоят из аденина (A) и гуанина (G).
По типу нуклеотида нуклеиновые кислоты делятся на два типа, а именно:
- Рибонуклеиновая кислота (РНК)
- И дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК)
Молекулы ДНК и РНК имеют несколько принципиальных отличий, ДНК только одного вида. В то время как РНК имеет три типа, а именно м-РНК (информационная РНК в качестве посредника), р-РНК (рибосомная РНК находится в рибосоме) и т-РНК (переносящая РНК для переноса аминокислот).
Нуклеотиды находятся не только в молекулах ДНК и РНК, но и в других молекулах в качестве накопителей энергии и коферментов. энергоаккумулирующие нуклеотидные молекулы, например аденозинмонофосфат (АМФ), аденозиндифосфат (АДФ), аденозин трифосфат (АТФ), гуанозинмонофосфат (GMP), гуанозинтрифосфат (GTP), стридинтрифосфат (STP) и монофосфат уридина (UMP). Молекулы нуклеотидов, используемые в качестве коферментов, например, представляют собой никотинамидадениндинуклеотид (NAD), флавинадениндинуклеотид (FAD) и флавинмононуклеотид (FMN).
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Объяснение клеточных органелл и их функций по мнению специалистов
Структура нуклеиновой кислоты
Структура дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК)
Эта кислота представляет собой полимер, состоящий из молекул дезоксирибонуклеотидов, связанных друг с другом с образованием длинной полинуклеотидной цепи.
Эта длинная молекула ДНК образована связью между атомом углерода номер 3 и атомом углерода номер 5 молекулы дезоксирибозы посредством фосфатной группы.
Химически ДНК содержит следующие характеристики:
- Имеет сахарную группу дезоксирибозы.
- Азотистые основания - это гуанин (G), цитозин (C), тимин (T) и аденин (A).
- Имеет антипараллельную цепь с двойной спиралью
- Содержание азотистых оснований между двумя цепями одинаково и специфично сочетается друг с другом. Гуанин всегда соединяется с цитозином (G – C), а аденин - с тимином (A – T), поэтому количество гуанина всегда равно количеству цитозина. Аналогично аденин и тимин.
Структура рибонуклеиновой кислоты (РНК)
Рибонуклеиновая кислота - это полимер, состоящий из молекул рибонуклеотидов. Как и ДНК, рибонуклеиновая кислота образована связью между атомом углерода 3 и атомом углерода 5 в молекуле рибозы посредством фосфатной группы. Структурная формула такая же, как на рисунке 10.2, но сахар представляет собой рибозу (атом углерода номер 2 связывается с группой ОН).
РНК обладает специфическими свойствами, которые отличаются от химических свойств ДНК, а именно:
- Пентозный сахар - это рибоза
- РНК содержит рибонуклеотиды гуанин (G), цитозин (C), аденин (A) и урацил (U) вместо тимина в ДНК.
- Фосфодиэфирная нить представляет собой одиночную нить, которая может складываться в шпильку, как двойная нить. В отличие от ДНК, форма молекулы - двойная спираль.
- Процент содержания баса не обязательно должен быть одинаковым, пара аденина не должна быть такой же, как урацил, и цитозин не должен быть таким же, как гуанин.
Существует три типа РНК, а именно тРНК (транспортная РНК), мРНК (информационная РНК) и рРНК (рибосомная РНК). Эти три типа РНК имеют разные функции, но вместе они играют важную роль в синтезе белка.
Структуру нуклеиновых кислот можно увидеть / записать в виде первичных, вторичных и третичных структур. Первичная структура образуется, когда фосфатная группа одного нуклеотида связана со сложным эфиром с гидроксильной группой другого нуклеотида посредством ковалентной связи. Эти нуклеотиды объединяются, образуя длинные цепи (полинуклеотиды). Двумя важными характеристиками всех полинуклеотидов являются:
- Полинуклеотидные фосфодиэфирные связи между мономерными звеньями всегда находятся между 3'-атомом углерода одного мономера и 5'-атомом углерода следующего. Таким образом, 2 конца ДНК линейной полинуклеотидной цепи будут противоположными. Один конец обычно реагирует с 5'-фосфатом, а другой - с 3'-гидроксильной группой.
- Полинуклеотидная цепь уникальна, определяется порядком ее оснований.
Вторичная структура ДНК была открыта Джеймсом Д. Уотсон и Ф.Х.К. Крик (1953). Они установили картину дифракции рентгеновских лучей, которая показывает модель полидезоксирибонуклеотида в форме двойной спирали.
Рисунок 10.4 объясняет, что
- (A) Полоса на диаграмме показывает сахарно-фосфатную основу двух цепей ДНК. Эта спираль представляет собой "правую" спираль, изогнутую вверх в правильном направлении. Две нити удерживаются вместе водородными связями (пунктирные линии) между азотистыми основаниями, которые спарены внутри двойной спирали.
- (B) показывает частичную химическую структуру с двумя обведенными нитями, отмечая, что нити имеют противоположную ориентацию.
- (C) Сильно связанные пары азотистых оснований четко видны на компьютерной модели (трехмерной). Силы притяжения между пересекающимися парами оснований играют важную роль в поддержании молекулы.
Вторичная структура РНК представляет собой одну случайную спираль и несколько спиральных участков, обозначающих пары оснований. Вторичная структура РНК варьируется в зависимости от типа РНК. Типы мРНК могут быть спиральными, тРНК - клеверным листом, а рРНК - случайной.
Большая часть ДНК естественным образом имеет третичную структуру. Одним из примеров является круглая структура, которая может быть случайной (скрученной) и открытой круглой. Спираль - это структура ДНК, которая ковалентно замкнута, потому что полинуклеотидная цепь остается неповрежденной. Эта структура не имеет свободных 5 'или 3' концов. Если одна из цепей полинуклеотида обрывается,
тогда двойная спираль вернется к своей нормальной форме как открытая циркуляция. Примерами третичной ДНК являются вирусная ДНК ST-40, бактериальная плазмидная ДНК и другие. Эта структура ДНК имеет очень отличительные свойства и полезна для генной инженерии.
На рис. 10.5 показано, что водородные связи образуются между основаниями в молекулярной цепи, а именно связи между атомами водорода и азота. Аденин соединяется с тимином с двумя водородными связями (A = T), а гуанин и цитозин образуются с тремя водородными связями (G C).
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Строение и функции клеток животных и их объяснения
Номенклатура нуклеиновых кислот
Термин нуклеиновая кислота - это общее название ДНК и РНК, членов семейства биополимеров, и является синонимом полинуклеотидов. Нуклеиновые кислоты названы в честь их первоначального открытия в ядре и по фосфатной группе (связанной с фосфорной кислотой). Хотя нуклеиновые кислоты впервые были обнаружены в ядре эукариотических клеток, теперь известно, что они обнаружены во всех формах жизни, включая бактерии, археи, митохондрии, хлоропласты, вирусы и вироиды. Все живые клетки и органеллы содержат как ДНК, так и РНК, тогда как вирусы содержат либо ДНК, либо РНК, но обычно не то и другое одновременно. Основными компонентами биологических нуклеиновых кислот являются нуклеотиды, каждый из которых содержит пентозный сахар (рибозу или дезоксирибозу), фосфатную группу и азотистое основание. Нуклеиновые кислоты также производятся в лаборатории с использованием ферментов (ДНК и РНК-полимераза) и твердофазным химическим синтезом.
Химические методы также позволяют получать измененные нуклеиновые кислоты, не встречающиеся в природе, например пептидные нуклеиновые кислоты.
- Сахар в нуклеиновых кислотах - это рибоза.
- Рибоза (b-D-фураноза) представляет собой пентозный сахар (углеродный номер 5).
- Обратите внимание на нумерацию. В письменной форме он обозначается штрихом (') для обозначения нумерации азотистых оснований.
- Сахар рибозы связывается с азотистым основанием (у атома углерода номер 1).
- Сахар рибозы связывается с фосфатной группой (у атома углерода 5).
- Гидроксильная группа на атоме углерода номер 2
АЗОТНАЯ ОСНОВА
- Азотистое основание связано с b-связью у атома углерода под номером 1 'рибозы или дезоксирибозного сахара.
- Пиримидины связаны с рибозным сахаром у атома N-1 кольцевой структуры.
- Пурины связаны с рибозным сахаром у атома N-9 кольцевой структуры.
ЧИСТЫЙ ЯЗЫК
ФОСФАТНЫЙ КЛАСТЕР
- Нуклеозид: соединения пуринов и примидинов с рибозой и дезоксирибозой. Некоторые названия нуклеозидов:
- Нуклеотид: сложный эфир нуклеозида с фосфорной кислотой.
Сокращения названий некоторых нуклеотидов и их функций:
- Как энергоноситель. Важные нуклеотиды: АМФ, АДФ, АТФ → важны для хранения и использования энергии во время клеточного метаболизма.
АТФ является основным энергоносителем в клетках:
АДФ + Па АТФ (окислительная фосфорилаза)
Энергия
АТФ + Н2О → АДФ + Па (как. фосфат) + энергия (гидролиз) -
Носитель основных строительных блоков молекулы.
Пример:
- Нуклеотид-уридиндифосфат (UDP) для синтеза гликогена
- Холинцитидин дифосфат синтез холинфосфолипидов.
- Нуклеотидтрифосфатный (NTP) синтез ДНК и РНК -
Как кофермент
- Никотамидный мононуклеотид (NMN) → это витамин
- Флавинмононуклеотид (FMN) → кофермент окисления - восстановительный процесс в клеточном дыхании.
- Никотинамид-адениндинуклеотид (NAD), никотинамид-адениндинуклеотидфосфат (NADP), флавин-адениндинуклеотид (FAD) → окисление коферментов - процесс восстановления
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Ячейка: определение, части, структура, компоненты и их функции в полной биологии
Гидролиз нуклеиновых кислот
1. Гидролиз ферментами
Гидролиз ферментами → ферменты нуклеазы, в состав которых входят:
- Ферменты экзонуклеазы атакуют концы полинуклеотидных цепей.
- эндонуклеазные ферменты → атакуют внутреннюю часть цепи.
2. Гидролиз кислотой / основанием
- Гидролиз ДНК кислотой → с образованием апуриновой кислоты (ДНК без пуринов) и апиримидовой кислоты (ДНК без пиримидинов)
- ДНК не гидролизуется основаниями
- Гидролиз РНК с помощью оснований разрывает → связи гидроксильной группы - 2 рибоза.