Полимерные молекулы, состоящие из нуклеотидов, называются нуклеиновыми кислотами. Они образуют ДНК и РНК и несут наследственную информацию. Подробнее о структуре нуклеиновых кислот мы поговорим в этой статье.
Строение мономера
Основу строения нуклеиновых кислот составляет структурная единица – нуклеотид. Это мономер, состоящий из остатков:
- азотистые основания (пиримидиновые или пуриновые);
- моносахарид;
- фосфорная кислота.
Моносахарид является основой нуклеотида. В зависимости от присутствующего моносахарида различают два типа нуклеиновых кислот:
- дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) – содержит дезоксирибозу (C5H10O4);
- рибонуклеиновая кислота (РНК) – содержит рибозу (C5H10O5).
Нуклеотиды характеризуются наличием азотистых оснований. Всего известно пять типов: аденин, гуанин (производные пурина), тимин, цитозин, урацил (производные пиримидина). РНК содержит нуклеотиды аденин, гуанин, цитозин и урацил. В ДНК урацил заменен аналогом тимином.
Остатки фосфорной кислоты H2PO3- присоединяются к моносахариду через сложноэфирную связь по кислороду. В зависимости от количества остатков фосфора различают монофосфатные, дифосфатные и трифосфатные нуклеотиды.
Остаток фосфорной кислоты присоединён к третьему или пятому атому углерода моносахарида, а остаток азотистого основания – к первому атому.
Строение цепочки
Нуклеотиды, содержащие азотистые основания разных типов, образуют длинную полимерную цепь, называемую полинуклеотидом. Чтобы эта гигантская цепочка могла вписаться в ядро клетки, она компактно скручивается. Существует четыре уровня структурной организации или упаковки кислот:
- первичные – нуклеотиды, связанные с остатками фосфорной кислоты;
- вторичные – две цепи, соединенные водородными связями по принципу комплементарности;
- третичная – спираль, образованная за счет радикалов азотистых оснований;
- четвертичные – гистоны (класс белков) и нити хроматина (комплекс ДНК, РНК, белков).
Примером третичной структуры является ДНК. Это самая крупная молекула, которая может состоять из миллионов нуклеотидов. Мономеры образуют две цепи, соединенные по принципу комплементарности и закрученные в спираль. Более сложным комплексом является четверичная структурная организация, при которой ДНК переплетается с РНК и белками, образуя хроматин. Это вязкое вещество, находящееся в ядре и образующее хромосомы во время деления клеток.
Принцип комплементарности – это возможность определённых азотистых оснований создавать водородные связи с другими азотистыми основаниями. Аденин всегда образует связь только с тимином (в ДНК) или урацилом (в РНК), а гуанин – с цитозином.
Общее описание
Нуклеиновые кислоты хорошо растворимы в воде, но практически нерастворимы в органических растворителях. ДНК образует белое вязкое вещество в воде. Нуклеотидные цепи легко фрагментируются при механическом напряжении или под действием температуры. Например, ДНК в растворе распадается на две цепи при нагревании до 60°С или под действием щелочей. Когда раствор остывает, цепи соединяются между собой по принципу дополнительности.
Определенные последовательности нуклеотидов образуют гены, определяющие характеристики организма посредством синтеза белков.
Нуклеиновые кислоты впервые были выделены из ядер лейкоцитов в 1868 году химиком Фридрихом Мишером. Неразлагающееся под действием ферментов вещество содержало фосфор и имело ярко выраженные кислотные свойства. Соединению была приписана формула C29H49N9O22P3.
Что мы узнали?
На уроке химии в 10 классе мы узнали об общих свойствах нуклеиновых кислот. Это полимерные вещества, состоящие из мономеров — нуклеотидов, в состав которых входят моносахарид, остатки фосфорной кислоты и пять видов азотистых оснований. Нуклеиновые кислоты в зависимости от содержащегося в них моносахарида делятся на два типа – ДНК и РНК. ДНК — самая крупная молекула, состоящая из двух цепочек нуклеотидов, закрученных в спираль.
Комментирование закрыто