История открытия
В отличие от белков, углеводов и липидов, нуклеиновые кислоты никогда не накапливаются в клетке в больших количествах, и обнаружить их можно только с помощью специальных химических методов. Поэтому они были открыты только во второй половине XIX в., а по-настоящему изучить их роль в процессах жизнедеятельности удалось лишь во второй половине XX в.
Что такое нуклеиновые кислоты?
Нуклеиновые кислоты — биологические полимеры, мономерами которым служат нуклеотиды. Связи между нуклеотидами легко подвергаются гидролизу (распаду при реакции с водой). Каждый нуклеотид состоит из остатков углевода, фосфорной кислоты и азотистого основания
Строение нуклеотида
Строение мономера
Моносахарид – основа нуклеотида. В зависимости от содержащегося моносахарида различают два вида нуклеиновых кислот:
дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) – содержит дезоксирибозу
рибонуклеиновая кислота (РНК) – содержит рибозу.
Основой строения нуклеиновых кислот является структурная единица – нуклеотид. Это мономер, состоящий из остатков:
азотистых оснований (пиримидиновых или пуриновых);
моносахарида;
фосфорной кислоты.
Отличия в строении нуклеотидов
Нуклеотиды отличаются азотистыми основаниями. Всего известно пять видов: аденин, гуанин (производные пурина), тимин, цитозин, урацил (производные пиримидина). В РНК входят нуклеотиды с аденином, гуанином, цитозином и урацилом. В ДНК урацил заменён аналогичным тимином.
К моносахариду посредством сложноэфирной связи по кислороду присоединены остатки фосфорной кислоты. В зависимости от количества фосфорных остатков различают монофосфатные, дифосфатные и трифосфатные нуклеотиды.
Строение цепочки
Нуклеотиды, содержащие разные типы азотистых оснований, выстраиваются в длинную полимерную цепь, называемую полинуклеотидом. Чтобы эта гигантская цепочка уложилась в ядро клетки, она компактно скручивается. Выделяют четыре уровня структурной организации:
первичная – нуклеотиды, соединённые остатками фосфорной кислоты;
вторичная – две цепочки, соединённые водородными связями по принципу комплементарности;
третичная – спираль, образованная за счёт радикалов азотистых оснований;
четвертичная – гистоны (класс белков) и нити хроматина (комплекс из ДНК, РНК, белков).
Общее описание
Нуклеиновые кислоты хорошо растворяются в воде, но практически не растворяются в органических растворителях. ДНК образует в воде вязкое вещество белого цвета. Цепочки нуклеотидов легко фрагментируются при механическом воздействии или под влиянием температур. Например, ДНК в растворе распадается на две цепочки при нагревании до 60°С или под действием щелочей. При остывании раствора цепочки соединяются по принципу комплементарности.
Определённые последовательности нуклеотидов образуют гены, которые определяют свойства организма посредством синтеза белков.
Принцип комплементарности
Принцип комплементарности – это возможность определённых азотистых оснований создавать водородные связи с другими азотистыми основаниями. Аденин всегда образует связь только с тимином (в ДНК) или урацилом (в РНК), а гуанин – с цитозином.
Заключение
Нуклеиновые кислоты - Это полимерные вещества, состоящие из мономеров – нуклеотидов, которые включают моносахарид, остатки фосфорной кислоты и пять типов азотистых оснований. Нуклеиновые кислоты в зависимости от содержащегося моносахарида делятся на два типа – ДНК и РНК. ДНК – самая большая молекула, состоящая из двух цепочек нуклеотидов, перекрученных в спираль.
© ООО «Знанио»
С вами с 2009 года.