Реферат: Реферат на тему

Реферат на тему:
Нуклеїнові кислоти


Нуклеїнові кислоти (лат. nucleus — ядро). Ці речовини вперше було виявлено і виділено з ядер клітин. Є два види нуклеїнових кислот: дезоксирибонуклеїнова (ДНК) і рибонуклеїнова (РНК). Основна кількість ДНК зосереджена в хромосомах клітини і лише невелика її кількість міститься в мітохондріях і пластидах. РНК міститься в ядерцях, а також у цитоплазмі.

Молекула ДНК — це дуже довгий полінуклеотидний ланцюг, довжина його може досягати десяти міліметрів. Так, вважають, що сумарна довжина молекул ДНК 46 хромосом однієї клітини людини становить 170—180 см. Відповідно дуже велика і молекулярна маса ДНК (сотні мільйонів умовних одиниць).

Кожна молекула ДНК складається з двох сполучених між собою ланцюгів нуклеотидів. До складу кожного нуклеотиду входять азотиста основа, дезоксирибоза і фосфорна кислота. Всього в ДНК є чотири види азотистих основ: аденін (А), гуанін (Г), тимін (Т) і цитозин (Ц) (мал. 1).



^ Мал. 1. Схема будови молекули ДНК (/) та її спіральної структури (II):

1 — залишок фосфорної кислоти; 2 — дезоксирибоза, 3 — азотисті основи

Нуклеотиди різняться лише азотистими основами. Назва нуклеотидів також пов'язана з назвою нуклеозидів (сполук азотистих основ з пентозою) цих основ. Наприклад, нуклеотид, який містить аденін, утворюється приєднанням залишку фосфорної кислоти до аденозинового нуклеозиду (аденін + рибоза або дезоксирибоза), називається аденіловим. Відповідно утворюються нуклеотиди гуанозинового, уридинового, цитидинового і тимідинового нуклеозидів.

Два ланцюги, які складаються з десятків і сотень нуклеотидів, скручуються між собою й утворюють подвійну спіраль. Діаметр цієї спіралі становить 2 • 10~9 м (2 нм), а відстань між сусідніми нуклеотидами — 3,4 • 10~10 м (0,34 нм; 1 нм = 10~9 м). Розмір витка спіралі (крок спіралі) становить 3,4 • 10~9 м (3,4 нм), у ньому розміщується 10 пар нуклеотидів.

Азотисті основи одного ланцюга сполучені з основами другого ланцюга за допомогою водневих зв'язків у такому порядку: аденін одного ланцюга сполучений з тиміном другого ланцюга; гуанін сполучений так само з цитозином. Сполучення інших типів у нормі ніколи не виникають. Це пояснюється тим, що між такими парами нуклеотидів, як аденів С — тимін і гуанін — цитозин, існує особливий тип зв'язку, який дістав назву комплементарного (принцип комплементарності; лат. complementum — доповнення). При цьому між А і Т утворюється два водневих зв'язки, а між Г і Ц — три. Знаючи послідовність сполучення нуклеотидів одного ланцюга молекули ДНК, можна встановити порядок розміщення нуклеотидів другого. Наприклад, якщо в одному ланцюзі послідовність нуклеотидів буде А—А—А—Ц—Т—Т—Г—Г—Г, то на відповідній ділянці другого ланцюга послідовність обов'язково буде Т—Т—Т—Г—А—А—Ц—Ц—Ц.

Подвійна спіраль молекули ДНК здатна розкручуватися, при цьому водневі зв'язки розриваються й окремі ланцюги ДНК відходять один від одного. Іноді таке роз'єднання ланцюгів відбувається не по всій довжині молекули, а лише на певній ділянці. Ланцюги ДНК можуть знову спіралізуватися, відновлюючи свою попередню структуру.

Редуплікація (лат. duplicatio — подвоєння), реплікація (англ. replica — відбиток) ДНК — процес самовідтворення макромолекул нуклеїнових кислот, який забезпечує точне копіювання генетичної інформації і передавання її з покоління в покоління. Самоподвоєння молекули ДНК відбувається в період інтерфази перед поділом клітин. При цьому молекула ДНК розкручується і з одного кінця спіраль розділяється на окремі ланцюги. Біля кожного з них із вільних нуклеотидів, які є в ядрі клітини, розпочинається синтез другого ланцюга ДНК. Цей синтез відбувається за принципом комплементарності. В результаті замість однієї молекули ДНК утворюються дві молекули такого самого нуклеотидного складу, як і початкова. Один ланцюг у кожній новоутвореній молекулі ДНК походить від початкової молекули (материнський ланцюг), а другий синтезується заново (дочірній). Як процес розділення молекули ДНК на два ланцюги, так і процес синтезу нових ланцюгів здійснюється за рахунок дії низки ферментів (ДНК-полімерази, ДНК-лігази).

Молекула РНК має простішу будову. Вона складається з одного полінуклеотидного ланцюга, який теж містить багато нуклеотидів чотирьох видів — гуаніловий, цитидиловий, аденіловий та уридиловий (у молекулі РНК замість основи тиміну міститься азотиста основа урацил, яка за структурою близька до тиміну). До нуклеотидів РНК входить не дезоксирибоза, а рибоза. Молекули РНК значно коротші, ніж молекули ДНК, і мають набагато меншу молекулярну масу, яка рідко перевищує 100 тис. у. о. Існує кілька видів РНК, що різняться за структурою і функціями. Так, рибосомальні РНК (р-РНК) містяться в рибосомах, транспортні РНК (тРНК), найбільші за розміром, беруть участь у транспортуванні амінокислот до місця синтезу білків, інформаційні, або матричні РНК (і-РНК, або м-РНК), синтезуються на ділянці одного з ланцюгів ДНК і передають інформацію про структуру білка з ядра клітини до рибосом.

Нуклеїнові кислоти складають у клітині 1–2% (5–8% від сухого залишку). Нуклеїнові кислоти — це біополімери, мономерами яких є нуклеотиди. Нуклеотид складається з: 1) азотистої основи (пуринової або піримідинової); 2) вуглевода пентози (рибози або дезоксирибози); 3) фосфатної групи (рис. 2).

Азотиста основа разом із дезоксирибозою чи рибозою складає нуклеозид, а після приєднання до нуклеозида фосфатної групи формується нуклеотид (рис. 3).

У дезоксирибонуклеїновій кислоті (ДНК) є такі пуринові основи, як аденін і гуанін та піримідинові основи — тимін і цитозин. У рибонуклеїновій кислоті (РНК) замість тиміну є урацил. ДНК — це подвійний ланцюг, в якому азотисті основи поєднуються за принципом комплементарності (взаємодоповнюваності), тобто аденін з’єднується з тиміном, а гуанін з цитозином.

РНК відрізняється тим, що складається з однотяжевого ланцюга, тоді як ДНК — з подвійного. Другою різницею є відмінність у піримідинових основах (замість тиміну — урацил). Третя відмінність — у пентозах: в ДНК є дезоксирибоза, тоді як у РНК — рибоза.

^ Функції нуклеїнових кислот — збереження, відтворення в точних копіях і передача генетичної інформації в ряді клітинних поколінь. ДНК розташована переважно в ядрі і містить код (інформацію) на синтез білка — порядок розміщення амінокислот у поліпептидному ланцюгу, а також регулює процеси транскрипції — “переписування” інформації з ДНК на інформаційну РНК. Розрізняють три види РНК: інформаційну (іРНК), або матричну (мРНК), яка служить матрицею для синтезу білка, транспортну (тРНК), що використовується для перенесення амінокислот до рибосом і рибосомальну (рРНК). Остання належить до складу рибосом, на яких безпосередньо відбувається збирання поліпептидного ланцюга.



Рис. 2. Будова молекул речовин, з яких складаються нуклеїнові кислоти



Рис. 3. Будова нуклеозида, нуклеотида і половини “щаблів”, з яких складаються молекули ДНК



Рис. 4. Структура ДНК: 1 — з’єднання нуклеотидів за принципом комплементарного спарування азотистих основ (А — аденіновий, Г — гуаніновий, Т — тиміновий, Ц — цитозиновий нуклеотиди), 2 — “подвійна спіраль”, 3 — просторова структура ДНК


Список використаної літератури

Кнорре Д.Г., Мызина С.Д. Биологическая химия. – М., 2003.

Марри Р, Греннер Д, Мейес П, Родуэлл В. 1993. Биохимия человека. – М., 1993.

Флорентьев ВЛ. Биохимия. – М., 2004.