Біологія. Комплексний довідник - підготовка до ЗНО та ДПА

БІОЛОГІЯ КЛІТИНИ

 

Нуклеїнові кислоти

 

Нуклеїнові кислоти (від лат. nucleus — ядро) — біополімери, виявлені в 1869 р. в ядрі клітин. Мономерами нуклеїнових кислот є нуклеотиди — сполуки, що складаються з залишків трьох речовин: моносахариду (дезоксирибози в молекулі ДНК, рибози в молекулі РНК), нітрогеновмісної основи та фосфатної кислоти. Нітрогеновмісні основи є похідними пурину (аденін і гуанін) та піримідину (цитозин, урацил, тимін).

Нуклеотиди умовно позначають великими літерами відповідно до назв нітрогеновмісних основ: нуклеотид з аденіном — А (аденіловий), з гуаніном (гуаніловий) — Г, з цитозином (цитйдиловий) — Ц, з урацилом (уридиловий) — У, з тиміном (тимідиловий) — Т.

У полімерних ланцюгах нуклеотиди з’єднані між собою фосфодіефірними зв’язками між фосфатною групою одного нуклеотиду та З’-гідроксигрупою моносахариду іншого нуклеотиду. Завдяки цьому на одному кінці полінуклеотидного ланцюга міститься залишок фосфатної кислоти, приєднаний до 5’-гідроксигрупи моносахариду, на іншому — З’-гідроксигрупа моносахариду.

Дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) утворена сполученням чотирьох видів нуклеотидів: аденілового, гуанілового, тимідилового та цитидилового.

У 1950 р. американський учений Е. Чаргафф виявив за допомогою рентгеноструктурного аналізу такі закономірності кількісного вмісту залишків нітрогеновмісних основ у молекулі ДНК: кількість аденілових залишків у молекулі дорівнює кількості тимідилових (А = Т), а кількість гуанілових залишків дорівнює кількості цитидилових = Ц). Також рівні між собою суми: А + Г = Т + Ц.

У 1953 р. Джеймс Уотсон (американський біохімік) та Френсіс Крік (англійський фізик) запропонували модель просторової структури ДНК. Відповідно до цієї моделі молекула ДНК являє собою закручену праворуч спіраль діаметром 2 нм, що складається з двох антипаралельних полінуклеотидних ланцюгів, сполучених водневими зв’язками за принципом комплементарності (від лат. соmрlеmеntum — доповнення): пуринова основа сполучається тільки з піримідиновою, і навпаки, тобто аденін сполучається з тиміном (два зв’язки), а гуанін — з цитозином (три зв’язки). Завдяки цьому послідовність основ одного полінуклеотидного ланцюга чітко визначає їх послідовність у другому ланцюгу. Ця властивість лежить в основі утворення нових молекул ДНК у процесі реплікації.

Установлення просторової структури ДНК дозволило пояснити механізм запису генетичної інформації в молекулах ДНК. За відкриття молекулярної структури ДНК Д. Уотсон, Ф. Крік, М. Уілкінс були удостоєні Нобелівської премії (1962 р.).

ДНК зберігає спадкову інформацію в організмі та забезпечує її передачу дочірнім клітинам під час поділу материнської.

В еукаріотичних клітинах ДНК розміщена в ядрі, мітохондріях і хлоропластах.

Рибонуклеїнова кислота (РИК) — одноланцюговий полінуклеотид, молекули якого мають уридиловий нуклеотид замість тимідилового. РНК розміщена в ядрі, рибосомах, мітохондріях, хлоропластах і цитоплазмі. У клітинах є три основні види РНК:

— матрична (або інформаційна) РНК (мРНК або ІРНК) — це полінуклеотид, що являє собою матрицю, яку використовують рибосоми при переведенні генетичної інформації з ДНК у вигляді послідовності нуклеотидів в амінокислотну послідовність білків. Кожна мРНК кодує один або кілька поліпептидних ланцюгів;

— транспортна РНК (тРНК) — це полінуклеотид із специфічною конфігурацією. Кожній з амінокислот відповідає одна чи кілька тРНК, які зв’язують цю амінокислоту, переносять до рибосоми і є «адаптером» при переведенні закодованої в мРНК генетичної інформації в амінокислотну послідовність білків;

— рибосомні РИК (рРНК) беруть участь у структурній організації рибосом (разом з білками є основним їх компонентом), а також у виконанні рибосомами біосинтетичної функції.

РНК бере участь в процесі трансляції. Трансляція — синтез поліпептидних ланцюгів. У цьому процесі молекула іРНК рухається між двома субодиницями рибосом, і до неї послідовно приєднуються молекули тРНК з амінокислотами. При цьому за принципом комплементарності кодони ІРНК вступають у зв’язок з антикодонами тРНК. Послідовність розташування амінокислот при цьому визначається порядком чергування триплетів у молекулі ІРНК.






загрузка...





загрузка...