1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Біологія
  3. Нуклеїнові кислоти — види, будова і функції

Нуклеїнові кислоти — види, будова і функції

Нуклеїнові кислоти являють собою біополімерні сполуки, які відіграють життєво важливу роль при підтримці життя в клітинах живого організму.

Вперше вони були виявлені в ядрі клітин в кінці XIX століття. Основні функції нуклеїнових кислот – це збереження, копіювання і реалізація спадкової (генетичної) інформації.

Види нуклеотидів

У природі існує два види нуклеїнових кислот – рибонуклеїнові (РНК) і дезоксирибонуклеїнові (ДНК). Підставою кожної з них є азотисте підставу, залишок фосфорної кислоти і п’ятивуглецевий цукор.

До складу ДНК входить чотири різновиди нуклеотидів, відмінність яких полягає в азотистому з’єднанні:

  • А-аденін;
  • Т-тимін;
  • Ц-цитозин;
  • Г-гуанін.

Що стосується РНК, то вони теж мають кілька видів в залежності від азотистого підстави:

  • У-урацил;
  • Ц-цитозин;
  • Г-гуанін;
  • А-аденін.

Поговоримо і про фізичні властивості нуклеотидів. Вони легко розчиняються у воді, але при цьому практично нерозчинні в розчинниках, що мають органічне походження. Дуже сприйнятливі до температурних перепадів, а також критичних показників значення рівня рН.

Молекули ДНК володіють вагомою молекулярною масою, завдяки чому можуть фрагментуватися в результаті механічного впливу.

Нуклеїнові кислоти і їх будова

Перш за все необхідно дізнатися, що нуклеотидами є мономери нуклеїнових кислот. Вони з’єднані між собою лінійно, формуючи довгі молекулярні сполуки нуклеїнових кислот. Найдовшими полімерами є ланцюжки молекул ДНК. Як правило, довжина молекул РНК значно менше, але при цьому може відрізнятися (залежить від типу).

При формуванні полінуклеотидної сполуки залишки фосфорної кислоти взаємодіють з трьохатомним вуглецем пентози. Аналогічна зв’язок формується між фосфорною кислотою і п’ятиатомним вуглецем цукру безпосередньо в нуклеїнової кислоти.

Виходячи з цього, індивідуальна характеристика нуклеїнової кислоти-це послідовність пентози з містками фосфорних кислот. Азотисті підстави відокремлюються по сторонам.

Варто додати, що молекули ДНК не тільки довше в порівнянні з РНК, але і складаються з декількох ланцюгів, які з’єднані між собою хімічно водневими зв’язками. Такі структурні зв’язки формуються за принципом комплементарності: гуанін комплементарний цитозину, а аденін — тиміну.

Нуклеотиди містять в собі такі речовини:

НуклеотидиЗалишок фосфорної кислотиЗ’єднання азотуП’ятивуглецевий цукор
РНК+
  • У;
  • Ц;
  • Г;
  • А.
Рибоза
ДНК+
  • А;
  • Г;
  • Ц;
  • Т.
Дезоксирибоза

Утворитися такі зв’язки можуть і в структурах РНК, але водневі зв’язки формуються між нукленовими кислотами одного ланцюга.

Функції нуклеотидів

Місцезнаходження в клітинах амінокислот, білка і нуклеотидів підтримує їх життєдіяльність, а також збереження, передачу і вірну реалізацію генетичної спадковості. Варто окремо розглянути функції ДНК, РНК і їх різновидів в житті живих організмів.

У клітинах ДНК вся інформація в основному зосереджена в ядрі клітини. Бактеріальне середовище, як правило, у формулі займає одну кільцеву молекулу, знаходиться в неправильної форми утворенні в цитоплазмі, іменованим нуклеотидом. Гени, що входять до складу спадкової інформації генома, є одиницею передачі генетичної спадковості. Ознака частки-відкрита рама зчитування.

Найважливіша біологічна функція виду-генетична, клітина є носієм генетичної інформації (завдяки цій особливості, кожен вид на планеті має свої індивідуальні особливості).
Спадкову інформацію ДНК здатне передавати в ряду цілих поколінь не без додаткової участі і РНК.

Здійснює процеси регуляції біосинтезу білка.

Зберігання і передача інформації (генетичної схильності) здійснюється за рахунок біосинтезу білка за допомогою і-РНК, т-РНК.

Властивості РНК

У природі розрізняють три різновиди РНК, кожна з яких призначена для виконання особливої ролі в здійсненні синтезу білка.

Транспортна РНК

Транспортна призначена для транспортування активованих амінокислот по організму до рибосомів. Це необхідно для здійснення синтезу поліпептидних молекул. Дослідження показали, що одна транспортна молекула здатна зв’язатися лише з однією з 20 амінокислот. Вони служать в якості транспортувальників специфічних амінокислот і вуглеводів. Довжина транспортного ланцюга значно коротше матричної, до складу входить приблизно 80 нуклеотидів, візуально має вигляд конюшинового листа.
Матрична займається копіюванням спадкового коду з ядра в цитоплазму. За рахунок цього процесу здійснюється синтез різноманітних білків. Схема будови являє собою одноланцюгову молекулу, вона є невід’ємною складовою цитоплазми. У складі молекули міститься до декількох тисяч нуклеотидів, вони займаються транспортуванням спадкової інформації через мембрану ядра до вогнища синтезу на рибосомі. Копіювання інформації здійснюється за допомогою транскрипції.

Рибосомна задіє близько 73 білків для формування рибосом. Вони собою являють клітинні органели, на яких здійснюється збір поліпептидних молекул. Основні завдання рибосомної молекули – це формування центру рибосоми( активного); невід’ємний структурний елемент рибосом, що забезпечує їх правильне функціонування; первісна взаємодія рибосоми з кодоном-ініціатором для виявлення рамки зчитування; забезпечення взаємодії рибосомних молекул з транспортними.

Історія досліджень

Протягом десятиліть провідні вчені світу займалися дослідженням нуклеотидів. Розглянемо більш детально історію вивчення нуклеотидів.

  • “інозинова кислота”.
  • Правила Чаргаффа.

З екстракту м’язів Бика в 1847 році було вилучено речовину, яке незабаром було названо «інозинова кислота». Ця речовина і стало першим вивченим у світі нуклеотидом. Протягом декількох наступних десятиліть вчені займалися вивченням його хімічної будови.

Трохи пізніше швейцарським видатним хіміком було відкрито нову речовину, в складі якого містився фосфор. Речовина не руйнувалася під дією ферментів протеолітів. Також йому були властиві виражені кислотні властивості. Речовина було названо “нуклеїн”.
Ріхард Альтман в 1889 році ввів в науку термін «нукленова кислота», а також винайшов спосіб вилучення нуклеотидів, у складі якого відсутні білкові домішки.
У 40-х роках XX століття наукова група під керівництвом Тодда Александера проводила масштабні синтетичні лабораторні дослідження в області нуклеозидів і нуклеотидів. Результат їх дослідів – вивчення всіх деталей стереохімії і хімічної будови нуклеотидів. Завдяки цим роботам, видатний вчений в 1958 році був нагороджений Нобелівською премією в галузі хімії.

Чаргаффом в 1951 році була виявлена закономірність вмісту в кислотах нуклеотидів різних видів. Згодом результати досліджень отримали назву Правила Чаргаффа.
Кількома роками пізніше була підтверджена вторинна структура ДНК. Подвійну спіраль відкрили біологи і хіміки Крік і Уотсон.

Нуклеотиди – це невід’ємна складова кожної клітини живого організму, що забезпечує її життєдіяльність, а також зберігання, транспортування і реалізацію спадкової (генетичної) спадковості. Вчені присвятили роки вивченню видів і будови молекул, що відкриває перед людиною великі можливості.

ПОДІЛИТИСЯ: