Все живые организмы содержат биополимеры, которые хранят и передают наследственную информацию, а также выполняют ряд других биохимических функций. Такие биополимеры называются нуклеиновыми кислотами.
Нуклеотид
Чтобы понять, что такое нуклеиновая кислота, следует рассмотреть строение мономерной единицы. Молекула полимерной нуклеиновой кислоты называется полинуклеотидом и состоит из нуклеотидов.
Эти органические соединения образуются:
- азотистое основание;
- остатки фосфорной кислоты;
- пятиуглеродный сахар.
Нуклеотиды не только образуют нуклеиновые кислоты, но и являются основой молекул АТФ (аденозинтрифосфат), АДФ (аденозиндифосфат), АМФ (аденозинмонофосфат). Азотистое основание с остатком фосфорной кислоты связывает сахара посредством связей CN и COP соответственно.
Азотистые основания могут быть двух типов:
- пурины;
- пиримидины.
Пурины включают аденин и гуанин. Для них характерно наличие двух колец. Пиримидины включают тимин, цитозин и урацил. Сахар при связывании с одним из видов азотистых оснований образует нуклеозид, название которого соответствует названию азотистого основания (аденозин, гуанозин, тимидин, цитидин, уридин).
Нуклеозид соединяется с остатком фосфорной кислоты (РО4) с образованием нуклеотида. Несколько линейно связанных нуклеотидов образуют цепь нуклеиновой кислоты с помощью связи COP.
Нуклеиновые кислоты располагаются в ядре эукариот и в цитоплазме прокариот.
РНК и ДНК
В зависимости от наличия в нуклеиновой кислоте рибозы или дезоксирибозы различают два типа нуклеиновых кислот:
- дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК);
- рибонуклеиновая кислота (РНК).
Каждый тип имеет особую структуру и выполняет определенные функции. Различия между ДНК и РНК показаны в таблице.
|
В разводе |
РНК |
ДНК |
|
Форма и структура |
Линейная цепь |
Две спиральные цепи, соединенные водородными связями между азотистыми основаниями нуклеотидов |
|
Сахар |
Рибоза |
Дезоксирибоза |
|
Азотистые основания |
Аденин, гуанин, цитозин, урацил |
Аденин, гуанин, цитозин, тимин |
|
Размер |
Несколько тысяч нуклеотидов |
Несколько миллионов нуклеотидов |
Водородные связи между цепочками ДНК образуются по принципу комплементарности (соответствия). При образовании новой цепи пурины взаимодействуют только с пиримидинами.
В результате образуются пары:
- Аденин – Тимин;
- Гуанин – Цитозин.
В цепи РНК аденин соответствует урацилу. Водородные связи образуются между нуклеотидами одной цепи, поэтому молекула РНК может иметь множество форм.
ДНК является самой длинной молекулой. Её размер в зависимости от вида организма может достигать 90 м в вытянутом виде.
Значение
По определению нуклеиновые кислоты выполняют три основные функции:
- хранилище;
- транслировать;
- исполнение.
У большинства организмов ДНК играет роль хранилища генетической информации. Участки нуклеиновой кислоты, называемые генами, содержат информацию, которая передается от родителя к потомству. Когда реализуется генетическая информация, синтезируются белки, кодирующие гены. Синтез осуществляется РНК.
По функциям различают три типа РНК:
- информационная или матричная (мРНК или мРНК) – перезаписывает и переносит наследственную информацию из ядра в цитоплазму;
- рибосомальный (рРНК) – осуществляет трансляцию (процесс синтеза белка из аминокислот), считывает информацию с мРНК;
- транспорт (тРНК) – доставляет аминокислоты при трансляции на рибосомы.
Виды отличаются между собой размером. Самая большая цепочка РНК – иРНК, самая короткая – тРНК (всего 75 нуклеотидов).
Что мы узнали?
На уроке биологии в 9 классе мы узнали о строении единицы нуклеиновых кислот – нуклеотида. Основой каждого нуклеотида является пятиуглеродный сахар. Тип кислоты зависит от строения. ДНК содержит дезоксирибозу, РНК — рибозу. Наследственная информация хранится в молекулах ДНК (реже в РНК). Реализация этой информации осуществляется видами РНК – мРНК, тРНК, рРНК.
Комментирование закрыто