Глава 17. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ

ЦЕЛИ ИЗУЧЕНИЯ

1. Познакомиться со строением дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК) и уяснить экспериментальные факты, на которых базируются наши сегодняшние знания о структуре ДНК.

2. Познакомиться со строением рибонуклеиновых кислот (РНК).

3. Усвоить структуру важнейших нуклеотидов, в частности аденозинтрифосфата (АТФ) и аденозиндифосфата (АДФ).

4. Понять значение и роль различных типов РНК в синтезе белка.

Последний тип веществ биологического происхождения, который мы рассмотрим, — нуклеиновые кислоты. Нуклеиновые кислоты делятся на два основных класса - рибонуклеиновые кислоты (РНК) и дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК). ДНК являются носителями генетической информации в организме, а РНК участвуют в синтезе всех белков в клетке и переносе информации от молекулы ДНК к месту синтеза белка.

ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ

В 1944 г. было обнаружено, что существует два штамма пневмококков, один из которых является патогенным (вызывает болезнь), а другой — нет. Если патогенные бактерии убить путем нагревания, а затем ввести в культуру непатогенного штамма, живые бактерии наследуют патогенные свойства мертвых. Позднее была выделена ДНК патогенных бактерий и было установлено, что именно она приводит к наследованию патогенных свойств первоначально непатогенными бактериями. Таким образом было показано, что ДНК является первичным фактором, определяющим отличительные особенности и наследственность организма.

В организмах простейших ДНК существует в виде одной большой молекулы. В клетках более сложных организмов молекулы ДНК находятся в хромосомах. Каждая клетка данного организма имеет идентичные ДНК. Однако не существует двух организмов, имеющих ДНК в точности одинакового состава.

Строение любой молекулы ДНК может быть выражено следующей схемой:

Существует четыре типа оснований, входящих в состав ДНК. В каждом организме эти основания расположены в молекулах ДНК в своей индивидуальной последовательности, которая полностью определяет все

наследуемые признаки организма. Цвет волос, цвет кожи, форма носа и многое другое закодированы в молекуле ДНК с помощью всего четырех различных оснований.

Ниже показано полное строение участка молекулы ДНК. В состав молекулы входят многие тысячи звеньев, состоящих из остатков сахара 2-дезокси-D-рибозы, соединенных с основанием и связанных между собой фосфодиэфирными мостиками. Четыре основания (азотистые гетероциклические соединения аденин, цитозин, гуанин и тимин) различаются формой молекул, полярностью и способностью к образованию водородных связей. Эти различия используются природой для кодирования и хранения информации, которая управляет синтезом молекул РНК, которые, в свою очередь, обеспечивают синтез необходимых клетке белков. Последовательность оснований прямо или косвенно определяет все генетические особенности как вида в целом, так и отдельного организма.

Эта удивительная молекула хранит всю информацию, которая необходима организму для нормальной жизнедеятельности.

Благодаря наличию в молекуле остатков фосфорной кислоты, ДНК обладает сильнокислыми свойствами. Число звеньев в различных молекулах ДНК лежит в пределах от 30000 до 120 000, а молекулярная масса достигает значений

Молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты - это высокомолекулярный сополимер 2-дезокси-D-рибозы, соединенной с одним из четырех гетероциклических оснований, и фосфорной кислоты. В последовательности расположения оснований закодирована вся генетическая информация организма.