Nukleinsavak
A nukleinsavak természetes nagy molekulatömegű biopolimerek, amelyek az örökletes (genetikai) információ tárolását és továbbítását biztosítják az élő szervezetekben.
Makromolekula egy nukleinsav, amelynek a molekulatömege 10000 Dalton több millió, nyitott 1869-ben svájci kémikus F. Miescher a magok fehérvérsejtek alkotják, hogy a genny, innen a név (Nucleus - mag).
A nukleinsavak olyan polimerek, amelyek monomerjei nukleotidok. Minden nukleotid egy nitrogén bázisból, egy pentóz cukorból és egy foszforsavmaradékból áll. Hosszú magok keletkeznek nukleotidokból - polinukleotidokból.
foszfátot és cukrot
Ábra. A nukleotid szerkezete.
Cukor. amely része a nukleotidnak, öt szénatomot tartalmaz, vagyis pentóz. A nukleotidban jelen lévő pentóz típusától függően kétféle ribonukleotid (RNS) található, amelyek ribózot tartalmaznak. és dezoxiribózt (C5H10O4) tartalmazó dezoxiribonukleinsavak (DNS).
Base. mindkét típusú nukleinsavak, négy különböző típusa van: ketten osztályába tartoznak a purin és két - az osztály Pirimidinek. Közül purinok az adenin (A) és guanin (G) és a pirimidinek közül - cytizin (C) és timin (T) vagy uracil (U) (rendre, a DNS vagy RNS).
A nukleinsavak savak, mivel molekulájuk foszforsavat tartalmaz.
A nukleotidok szerepe a szervezetben nem korlátozódik arra, hogy a nukleinsavak építőkövei; néhány fontos koenzim szintén az ovoi nukoeotidy-t képviseli. Ezek, például az adenozin-trifoszfát (ATP), nikotinamid-adenin-dinukleotid (NAD), nikotinamid-adenin-dinukleotid-foszfát (NADP) és flavin-adenin-dinukleotid (FAD).
nukleáris citoplazmatikus rRNS tRNS rRNS
Jelenleg számos DNS és RNS faj ismeretes, amelyek szerkezetében és jelentőségében különböznek az anyagcserében.
Például: az Escherichia coli sejtek baktériumai körülbelül 1000 különböző nukleinsavat tartalmaznak, és még inkább állatokban és növényeknél.
Minden faj a szervezetben tartalmaz saját, csak erre jellemző, egy sor ilyen savak. A DNS elsősorban a sejtmag kromoszómáiban (a sejt teljes DNS 99% -a), valamint a mitokondriumokban és a kloroplasztokban lokalizálódik. Az RNS a nucleoli, a mitokondriumok, a plasztidok és a citoplazma riboszóma része.
A DNS-molekula a sejtekben genetikai információ univerzális hordozója. Ennek a molekulának a szerkezete és funkciói köszönhetően a tulajdonságok örökölnek - a szülőktől a leszármazottakig, azaz az élõk egyetemes tulajdonsága örökletes. A DNS-molekulák a legnagyobb biopolimerek.
A DNS-molekulák szerkezetét 1953-ban megfejtették J. Watson és F. Crick. A felfedezésért Nobel-díjat kaptak.
A DNS modell szerint a Watson Creek. a DNS-molekula két polinukleotid-láncból áll, amelyek ugyanazon tengely körül jobbra csavarodnak. kettős hélixet alkotva. Az áramkörök antiparallel, azaz E. egymás felé. Két polinukleotidlánc egyesített DNS-molekulába hidrogénkötések révén, amelyek a különböző láncok nukleotidjainak nitrogénbázisai között keletkeznek.
A kettős hélix láncai egymást kiegészítőek, mivel a bázispárosítás szigorúan megtörténik: az adenin a timin és a guanin - citozinnel kombinálódik.
az adenil-nukleotidok száma megegyezik a timidil nukleotidok számával. és a guanilok száma a citidilek száma. Ezt a mintát Grgaff uralkodásának nevezték.
A párhuzamos antiparallel DNS-szálakban található nukleotidok szigorú megfeleltetését komplementaritásnak nevezzük. Ez a tulajdonság az új molekulák alapját képezi az eredeti molekula alapján.
Így a kettős hélixet számos hidrogén tulajdonság stabilizálja (A és T közötti kettő képződik, és G és C között három) és hidrofób kölcsönhatások.
A molekula tengelye mentén a szomszédos bázispárok egymástól 0,34 nm távolságra helyezkednek el. A hélix teljes forgása 3,4 nm, azaz 10 bázispár (egy fordulattal). A hélix átmérője 2 nm. A két párosított nukleotid szénhidrát komponenseinek távolsága 1,1 nm. A nukleinsavak molekulájának hossza eléri a több százezer nanometert. Ez sokkal nagyobb, mint a fehérje legnagyobb makromolekula, amely expandált alakban legfeljebb 100-200 nm hosszúságú. A DNS-molekula tömege 6 * 10 -12 g.
A DNS-replikáció ezen módszere Watson és Crick által javasolt, félkonservatív replikációként ismert.
A replikáció (reduplikáció) lehetővé teszi a DNS-struktúra konzisztenciájának fenntartását. A szintetizált DNS-molekula teljesen azonos az eredeti nukleotidszekvenciával. Ha a DNS-molekulában a replikáció folyamatában a különböző tényezők hatására változás következik be a nukleotidok számában és szekvenciájában, akkor mutációk lépnek fel. A DNS-molekulák képesek a felmerülő változások kijavítására és az eredeti helyreállítására, javításnak nevezik.
1) Az örökletes információk tárolása.
A DNS tárolja az információkat nukleotidok sorozatából.
2) A genetikai információ sokszorosítása és átadása.
Az információ átadását a lány sejtjeire a kromoszómák kromatidekké történő szétválasztására képesek, majd a DNS-molekulák reduplikációját. A genetikai információt kódolja az aminosavak szekvenciájára a fehérjemolekulában. Egy olyan régió, amely egy polipeptidláncra vonatkozó információt hordoz, gént nevezünk.
A DNS a kromoszómákban strukturális komponensként van jelen, azaz a kromoszómális genetikai anyag (gén) kémiai alapja.
4) A DNS az RNS-molekulák létrehozásának mátrixa.
Az RNS mindegyik élő sejtben egyszálú molekulában van jelen. A DNS-től abban különbözik, hogy ribóz (deoxiribóz helyett) pentózként és az uracilt (a timimin helyett), mint a pirimidin bázisok egyikét tartalmazza. Háromféle RNS létezik. Ez egy mátrix vagy információ, RNS (mRNS, mRNS), transzport RNS (tRNS) és riboszomális RNS (rRNS). Mind a három DNS-t közvetlenül szintetizáljuk, és az egyes sejtekben lévő RNS mennyisége függ a sejt által termelt fehérje mennyiségétől.
A DNS-vel ellentétben az RNS-molekulák nukleotidokat tartalmazó egyszálú lineáris biopolimerek.
A kettős szálú RNS-ek bizonyos vírusokban tárolják és reprodukálják az örökletes információt. a kromoszómák - a vírus RNS - funkcióit végzik.
Egy RNS-molekula nukleotidja komplex kapcsolatot alakíthat ki ugyanazon lánc más nukleotidjaival, az RNS-molekulák szekunder és tercier struktúrájának kialakulásával.
Ábra. A közlekedési RNS szerkezete.
Ribisomalnaya RNS (rRNS) 85% -a a teljes sejt-RNS-t, szintézise a nukleoláris, egy olyan vegyület, a fehérje része a riboszóma, a mitokondriumok (mitokondriális RNS) és a plasztidok (plasztisz RNS). 3-5000 nukleotidot tartalmaz. A protein szintézise a riboszómákon történik.
Funkciót. Az rRNS szerkezeti függvényt (a riboszóma egy részét) végzi, és részt vesz egy aktív riboszóma-központ kialakításában, ahol protein-bioszintézis során peptidkötéseket kötnek aminosavmolekulák között.
Az információs RNS (mRNS) az összes RNS 5% -át teszi ki a sejtekben. A DNS-génmolekula egy adott helyén végzett transzkripció folyamatában szintetizálódik. Az mRNS szerkezete kiegészíti a DNS-molekulák régióját, amely információt szolgáltat egy specifikus fehérje szintéziséről. Az mRNS hossza attól függ, hogy hányan az információ olvasható (ez 300-30000 nukleotidból állhat)
Funkciót. Az mRNS a protein szintéziséről a sejtmagról a riboszómák citoplazmájára transzferál, és fehérje molekulák szintézisére mátrixként válik.
A transzport RNS (tRNS) a teljes RNS körülbelül 10% -át teszi ki, a nukleoluszban szintetizálódik, rövid nukleotid-láncot tartalmaz és a citoplazmában található. Ez a funkció egy sárgaréz. Minden egyes aminosavnak saját családja van a tRNS-molekuláknak. A citoplazmában található aminosavakat a riboszómába szállítják.
Funkciót. az egyik végén egy specifikus aminosavat kódoló nukleotidok (antikodon). A másik végén egy nukleotid triplet, amelyhez egy aminosav kapcsolódik. Minden aminosav esetében - saját tRNS.