Химия
Уроки по Химии
Все предметы
ВНО 2016
Конспекты уроков
Опорные конспекты
Учебники PDF
Учебники онлайн
Библиотека PDF
Словари
Справочник школьника
Мастер-класс для школьника

Химия подготовка к ЗНО и ДПА
Комплексное издание

ЧАСТЬ И

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

АМИНОКИСЛОТЫ И БЕЛКИ

Нуклеиновые кислоты

 

Понятие и разновидности нуклеиновых кислот

 

Нуклеиновые кислоты - важнейшие соединения, обуславливающие возможность существования и развития всех живых существ. Они играют основную роль в сохранении и реализации генетической информации. Нуклеиновые кислоты были открыты в середине 60-х годов XIX века швейцарским ученым Ф. Мішером. Изучая состав некоторых клеток, он изобрел неизвестное вещество биологического происхождения, которая существенно отличалась от известных на то время белков, жиров и углеводов. Он назвал это вещество нуклеїном, поскольку обнаружил его в ядрах клеток: от греческого слова писіеоз - ядро. Химический состав нуклеиновых кислот было окончательно установлено только в конце 30-х годов XX века, а их строение установили значительно позже ученые Дж. Уотсон и О. Крик, за что в 1953 году они были награждены Нобелевской премией.

Различают два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК), которые сохраняют генетическую информацию, и рибонуклеїнові кислоты (РНК), которые принимают участие в процессах передачи генетической информации и биосинтеза белка в клетке. Основная различие их химического состава заключается в том, что в молекулах ДНК содержатся остатки углевода дезоксирибози, а в молекулах РНК - рібози, что и отражается в их названиях.

Нуклеиновые кислоты представляют собой природные високомолекулярні. соединения, гораздо более сложные, чем белки и полисахариды. Молекулярная масса нуклеиновых кислот колеблется от 100 тысяч до 60 миллиардов. Молекулы ДНК - крупнейшие молекулы среди всех известных, их длина может достигать нескольких сантиметров, то есть в 10 миллионов раз больше, чем размеры обычных молекул. В клетках они многократно скрученные, чтобы занимать относительно небольшой объем, но если разложить в длину молекулы ДНК одной клетки человека, они составили бы цепь длиной несколько метров.

Это свидетельствует о большую сложность строения молекул нуклеиновых кислот, но основной принцип их строения оказался довольно простым. Цепи нуклеїновий кислот состоят из звеньев, которые постоянно повторяются,- нуклеотидов, специфическое повторение которых и обусловливает запись наследственной информации. Порядок, в котором расположены нуклеотиды, уникальный для каждого живого существа, как уникальная наследственная информация любого организма.

 

Состав и строение нуклеиновых кислот

 

Нуклеотиды - это мономеры, из которых состоят нуклеиновые кислоты. Они также имеют довольно сложное строение. Каждый нуклеотид состоит из соединенных остатков трех молекул: нітрогеновмісної основания, углевода и ортофосфатной кислоты:

 

 

В молекулах ДНК встречаются четыре основных типа нітрогеновмісних оснований: аденин, гуанин, цитозин и тимин. В состав РНК вместо тимина входит близка ему по строением основание - урацил:

 

 

К состав каждого нуклеотида входит остаток углевода: в молекулах ДНК содержатся остатки дезоксирибози С5Н10О4, а в молекулах РНК другого углевода - рибози С5Н10О5:

Вместе с ортофосфатною кислотой углевод и нітрогеновмісна основа образуют нуклеотид. Например, нуклеотид, образованный рибозою и цитозином имеет следующий вид:

Нуклеотиды, объединяясь друг с другом, образуют полінуклеотидний цепь. Молекула РНК состоит из одного такого цепи, а в подавляющем большинстве случаев молекула ДНК построена из двух полинуклеотидных цепей:

 

 

Эти цепи соединяются между собой водородными связями по строгим правилам: тимин с одной цепи соединяется только с аденіном с противоположной цепи, а цитозин - только с гуанином. Соединившись, два полинуклеотидных цепи сворачиваются в спираль, таким образом, молекула ДНК представляет собой двойную спираль.

В клетках живых существ молекулы ДНК соединяются с особыми, так называемыми ядерными белками, многократно сворачиваются и образуют хромосомы:

 

 

Значение нуклеиновых кислот

 

В живых организмах содержится множество различных белков, каждый из них выполняет специализированную для него функцию. При этом функциональные возможности и специализация того или иного белка определяется его строением, в частности расположением в их молекулах аминокислот. Информация о амінокислотну последовательность каждого белка, который синтезируется в организме, закодирована именно в молекуле ДНК.

Нуклеиновые кислоты - основные «действующие лица» синтеза белковых молекул. Все, что необходимо клетке для жизни, запрограммировано в отрезках молекулы ДНК - генах. Но сами гены белок не синтезируют. Закодированная в них информация реализуется молекулами СНК. Прежде всего из гена снимается «черчение»: на молекуле ДНК синтезируется молекула информационной РНК. Подобно тому, как в типографии печатают книги, на молекуле информационной РНК, как на матрице, синтезируется молекула определенного белка, а отдельные аминокислоты для его синтеза поставляются так называемой транспортной СНК.

Иногда молекулы ДНК повреждаются различными мутагенами. К ним относятся некоторые вещества, включая никотин и большинство компонентов табачного дыма, и электромагнитное излучения: радиоактивное, ультрафиолетовое и рентгеновское. Под действием мутагенов разрушается молекула ДНК или модифицируются некоторые нитрогеносодержащие основы - происходят мутации. Как следствие, информация, закодированная в ДНК, меняется и в клетке может прекратиться синтез определенного белка или синтезируется несколько модифицированный белок, который неправильно выполняет свои функции. Подобные изменения в большинстве случаев приводят к фатальным изменениям в организме: развитие раковых опухолей, различные тяжелые заболевания, а также рождения детей, больных генетические заболевания, которые вылечить невозможно: серповидная анемия, синдром Дауна и т.д.

Следовательно, нуклеиновые кислоты незаменимы для жизни, размножения и существования любой живого существа: от микроскопического вируса до огромного животного.