Нуклеиновые кислоты - ДНК и РНК - являются важнейшими макромолекулами обеспечивающие непрерывность жизни. ДНК и РНК - несут генетический план строения и функционирования клетки.
Строение ДНК и РНК
Двумя основными типами нуклеиновых кислот являются дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК, DNA) и рибонуклеиновая кислота (РНК, RNA).
Мономер нуклеиновых кислот - нуклеотид
ДНК и РНК состоят из мономеров. Мономерами нуклеиновых кислот являются нуклеотиды. В результате синтеза ДНК или РНК нуклеотиды объединяются друг с другом с образованием полинуклеотида.
Строение нуклеотида
Каждый нуклеотид состоит из трех компонентов:
- азотистого основания
- пентозного (пятиуглеродного) сахара
- фосфатной группы
Азотистое основание присоединено к молекуле сахара, которая присоединена к одной или нескольким фосфатным группам.
Каждый нуклеотид в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК) содержит один из четырех возможных азотистых оснований:
- аденин (A),
- гуанин (G),
- цитозин (C),
- тимин (T).
Аденин и гуанин классифицируются как пурины. Первичная структура пуринового основания – два гетероциклических кольца содержащих углерод и азот.
Цитозин, тимин и урацил классифицируются как пиримидины, у которых в качестве первичной структуры одно гетероциклическое кольцо.
Сахар-пентоза в ДНК - дезоксирибоза, а в РНК - рибоза. Различием между сахарами в ДНК и РНК является присутствие гидроксильной группы на втором углероде рибозы или водорода на втором углероде дезоксирибозы.
Углеродные атомы молекулы сахара пронумерованы как 1', 2', 3 ', 4' и 5'.
Фосфатный остаток присоединяют к гидроксильной группе 5'-углерода одного сахара и гидроксильной группе 3'-углерода сахара следующего нуклеотида, который образует 5'-3'-фосфодиэфирную связь.
Структура двойной спирали ДНК
ДНК имеет двухспиральную структуру.
Сахар и фосфат лежат снаружи спирали, образуя основу ДНК.
Азотистые основания уложены во внутреннюю часть.
Пары азотистых оснований связаны друг с другом водородными связями.
Каждая пара оснований в двойной спирали отделена от следующей пары оснований на 0,34 нм.
Две нити спирали движутся в противоположных направлениях - одна нить спирали имеет направление от 5' к 3', а другая – направление от 3' к 5'.
Разрешены только определенные типы спариваний оснований. Например, определенный пурин может спариваться только с определенным пиримидином, т.е. аденин (A) может спариваться (комплементарен) с тимином (T), а гуанин (G) комплементарен цитозину (C).
РНК
Состав РНК
РНК обычно одноцепочечна и состоит из рибонуклеотидов, которые связаны фосфодиэфирными связями. Рибонуклеотид в цепи РНК содержит рибозу (пентозный сахар), один из четырех азотистых оснований (A, U (урацил), G и C) и фосфатную группу.
Виды и функции РНК
Четыре основных типа РНК - информационная РНК (мРНК), рибосомная РНК (рРНК), транспортная РНК (тРНК) и микро РНК (miRNA).
