Нуклеїнові кислоти

З курсу біології рослин і тварин пригадайте, де в їхніх клітинах зберігається спадкова інформація?

Які речовини відповідають за зберігання і відтворення спадкової інформації?

Чи однакові ці речовини в рослин і тварин?

Нуклеїнові кислоти та нуклеотиди

Молекули нуклеїнових кислот є великими органічними молекулами — біополімерами, мономерами яких є нуклеотиди. Кожний нуклеотид складається з трьох компонентів — нітрогеновмісної основи, моносахариду (рибози або дезоксирибози) і залишку ортофосфатної кислоти . У нуклеїнових кислотах трапляються п’ять різних нітрогеновмісних основ . Залежно від того, яка нітрогеновмісна основа входить до складу нуклеотиду, розрізняють п’ять видів нуклеотидів: тимідиловий (основа — тимін), цитид іловий (основа — цитозин), уридиловий (основа — урацил), аденіловий (основа — аденін), гуаніловий (основа — гуанін)

Будова нуклеотиду

тимідиловий (основа — тимін),

цитидиловий (основа — цитозин),

аденіловий (основа — аденін),

гуаніловий (основа — гуанін) нуклеотиди

Під час утворення молекул нуклеїнової кислоти між залишком ортофосфатної кислоти одного нуклеотиду й моносахаридом іншого утворюється міцний ковалентний зв’язок. Тому нуклеїнові кислоти, що утворюються таким чином, мають вигляд ланцюга, в якому нуклеотиди розташовані послідовно один за одним. їх кількість в одній молекулі біополімера може досягати кількох мільйонів.

ДНК та РНК

У живих організмах існує два типи нуклеїнових кислот — РНК (рибонуклеїнова кислота) і ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота). Вони відрізняються між собою за складом і особливостями будови.

До складу нуклеотидів ДНК входить моносахарид дезоксирибоза і чотири нітрогеновмісні основи — аденін, тимін, цитозин і гуанін. А самі молекули ДНК зазвичай складаються з двох ланцюжків нуклеотидів, які з’єднані між собою водневими зв’язками

У нуклеотидах РНК замість дезоксирибози міститься моносахарид рибоза, а замість тиміну — урацил. Молекула РНК зазвичай складається з одного ланцюжка нуклеотидів, різні фрагменти якого утворюють між собою водневі зв’язки.

Між гуаніном і цитозином утворюються три такі зв’язки, а між аденіном і тиміном або аденіном і урацилом — два

Водневі зв,язки між основами молекули ДНК

Нуклеїнові кислоти як носії спадкової інформації

Головною функцією нуклеїнових кислот є робота зі спадковою інформацією. Вони її зберігають і відтворюють. Збереженню й відтворенню інформації сприяє будова ДНК.

Молекула ДНК складається з двох ланцюгів нуклеотидів, які з’єднуються за принципом комплементарності (доповнення). Навпроти кожного нуклеотиду одного ланцюга розміщується той нуклеотид, який йому відповідає. Навпроти аденілового — тимідиловий, а навпроти цитиділового — гуаніловий

Принцип комплементарності

Тому в молекулах ДНК кількість аденілових нуклеотидів завжди дорівнює кількості тимідилових нуклеотидів, а кількість гуанілових — кількості цитиділових

АТФ

У життєдіяльності клітини активну участь беруть не тільки РНК і ДНК, але й окремі нуклеотиди. Особливо важливими для життєдіяльності клітин є сполуки нуклеотидів із залишками ортофосфатної кислоти. Таких залишків до нуклеотиду може приєднуватися від одного до трьох. Відповідно й називають їх за кількістю цих залишків. Наприклад: АТФ — аденозинтриортофосфат (аденозинтриортофосфатна кислота), ГТФ — гуаназинтриортофосфат, АДФ — аденозиндіортофосфат, АМФ — аденозинмоноортофосфат. Усі нуклеотиди, які входять до складу нуклеїнових кислот, є моноортофосфатами

Найбільш поширеним у клітинах живих організмів є АТФ. Він бере участь у процесах росту, руху й розмноження клітин. Велика кількість молекул АТФ утворюється в процесах клітинного дихання та фотосинтезу. Ця молекула відіграє роль універсального джерела енергії для біохімічних реакцій

Визначна роль АТФ в обміні речовин полягає в тому, що вона забезпечує енергією переважну більшість процесів, які відбуваються в клітинах. У першу чергу, це процеси синтезу органічних речовин

Утворені зв’язки між залишками ортофосфатної кислоти в цій молекулі є не звичайним, а макроергічним (багатим на енергію) . Таким чином, АТФ містить два макроергічні зв’язки, Під час синтезу нових органічних сполук макроергічні зв’язки руйнуються й забезпечують відповідні процеси енергією

Отже

Всі клітинні форми життя на нашій планеті мають у своїх клітинах і РНК, і ДНК. А от вірусам притаманний тільки один тип нуклеїнової кислоти. У їхніх віріонах під білковою оболонкою міститься або РНК, або ДНК. Лише коли вірус потрапляє в клітину-хазяїна, він зазвичай починає синтезувати і ДНК, і РНК.

Нуклеїнові кислоти є біополімерами, у живих організмах вони містяться у вигляді ДНК і РНК. їхніми мономерами є нуклеотиди. ДНК зазвичай має форму подвійної спіралі, яка складається з двох ланцюгів. РНК частіше за все має вигляд одинарного ланцюга. Основною функцією нуклеїнових кислот є збереження та відтворення генетичної інформації. Нуклеотиди також беруть участь у багатьох біохімічних процесах у клітині, а АТФ відіграє роль універсального джерела енергії для біохімічних реакцій.

Перевірте свої знання

1. Чим ДНК відрізняється від РНК? 2. Навіщо живим організмам потрібні нуклеїнові кислоти? 3. Які функції виконує в клітинах АТФ? 4. Добудуйте другий ланцюжок ДНК за принципом комплементарності, якщо перший ланцюжок є таким: АГГТТАТАЦГЦЦТАГААТЦГГГАА. 5*. ДНК не здатні бути каталізаторами біохімічних реакцій. А от деякі РНК (їх називають рибозимами) каталізаторами бути можуть. З якими особливостями будови цих молекул це може бути пов’язано? 6*. Чому макроергічні зв’язки є такими зручними для використання в біохімічних процесах клітини?

Page updated

Google Sites

Report abuse