Раздел II. НУКЛЕОПРОТЕИДЫ. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ

Нуклеиновые кислоты и нуклеопротеиды играют огромную и разностороннюю роль в сохранении и передаче генетической информации и регулировании важнейших биосинтетических процессов в организме. Нуклеопротеиды — сложные белки, молекулы которых построены из простых белков (гистонов, протаминов, реже альбуминов и глобулинов), связанных с нуклеиновыми кислотами.

Нуклеиновые кислоты (полинуклеотиды) — полимеры, построенные из нуклеотидов. В состав нуклеотидов входят азотистые основания (производные пурина или пиримидина), углеводный компонент—пентоза (рибоза или дезоксирибоза) и остатки фосфорной кислоты. В зависимости от пентозы, входящей в их состав, нуклеиновые кислоты делят на две большие группы: рибонуклеиновые (РНК) и дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК). Молекулы РНК содержат рибозу, в состав молекул ДНК входит дезоксирибоза.

Структурными звеньями нуклеиновых кислот являются нуклеотиды. При гидролизе нуклеотидов освобождаются: азотистые основания пуринового или пиримидинового ряда, пентоза и фосфорная кислота.

Пуриновые основания

Пиримидиновые основания

В состав РНК входят аденин, гуанин, цитозин и урацил, в молекулах ДНК находим те же азотистые основания, но место урацила занимает тимин. У ДНК молярная сумма пуриновых оснований равна молярной сумме пиримидиновых

У РНК нет такой отчетливой закономерности, и отношение пуриновых и пиримидиновых оснований в значительной степени изменчиво.

Для молекул ДНК характерен коэффициент видовой специфичности, который определяется соотношением азотистых оснований

Молекулы ДНК отличаются отчетливо выраженной видовой специфичностью, тогда как у РНК это свойство выражено значительно слабее.

Названия нуклеотидов образуются по азотистым основаниям, которые входят в их состав. Так, нуклеотиды, содержащие аденин, называются адениловыми кислотами, гуанин — гуаниловыми, цитозин — цитидиловыми, тимин— тимидиловыми, урацил — уридиловыми. Например, адениловая (аденозин-монофосфорная кислота)

РНК преимущественно содержатся в органоидах клеток (митохондриях, рибосомах и т. д.), меньше — в ядре и ядрышке. ДНК главным образом находятся в ядре. ДНК является основным веществом, из которого состоят гены.

Нуклеотиды соединены между собой в линейном порядке через фосфорные и пентозные группировки.

Основу строения молекул ДНК и РНК составляют полинуклеотидные цепи. Различают первичную, вторичную и третичную структуры нуклеиновых кислот.

Под первичной структурой понимают порядок чередования нуклеотидных остатков в полинуклеотидных цепях.

Вторичной структурой нуклеиновых кислот называют конфигурацию полинуклеотидных цепей, т. е. их спирализацию. Вторичная структура молекулы ДНК представляет собой двойную спираль, состоящую из двух полидезоксирибонуклеотидных цепей, одновременно спирализованных друг около друга. В молекулах РНК спирализация происходит в пределах одной полирибо-нуклеотидной цепи, причем свернуто в спираль лишь около 40—60% ее.

Устойчивость вторичной структуры нуклеиновых кислот обеспечивается главным образом водородными связями, образующимися между двумя парами азотистых оснований: в молекулах ДНК—аденин — тимин и гуанин — цитозин, в молекулах РНК — аденин — урацил и гуанин — цитозин. Такие пары азотистых оснований, в которых они соединены водородными связями, называют комплементарными.

Третичной структурой считают конфигурации, которые могут принимать спирализованные полинуклеотидные

цепи в пространстве. Особенно полиморфна третичная структура РНК (развернутая полирибонуклеотидная цепь, компактная структура - палочка, клубок и т. д.). Третичная структура ДНК проявляется в виде спирализадии второго порядка (например, в хромосомах) либо клубков двойных спиралей.