Структура нуклеиновых кислот

Структура ДНК

Впервые структура ДНК была расшифрована в 1953г. Уотсоном и Криком. ДНК включает несколько уровней структурной оргенизации. Днк имеет первичную, вторичную и третичную структуры.

Первичная структура - это последовательность мононуклеотидов, соединенных (3'®5') фосфодиэфирными связями.

Полинуклеотидная цепь может включать сотни мононуклеотидных звеньев, соединенных (3'®5') фосфодиэфирными связями. Например эти связи соединяют 5’-дезоксиадениловую и 5'-дезоксицитидиловую кислоты. (НК12)

Вторичная структура ДНК - это пространственное расположение полинуклеотидных цепей в молекуле ДНК.

Молекула ДНК представляет собой две полинуклеотидные цепи, правозакрученные с образованием двойной спирали. Эти две полинуклеотидные цепи антипараллельны друг другу, т.е. направления фосфодиэфирных связей в них противоположны. В одной цепи 3'®5' в другой цепи 5'®3'. Вторичная структура стабилизируется за счет образования водородных связей между парами комплиментарных азотистых оснований. Комплиментарность означает взаимодополняемость.

Комплиментарными являются: А=Т; ГºЦ. Между А и Т возникает 2 водородные связи, а между Г и Ц - 3 водородные связи. (НК13,14)

Комплиментарность цепей является химической основой важнейших функций ДНК - переноса и хранения наследственной информации.

Третичная структура ДНК представляет собой многократную спирализацию вторичной структуры, обеспечивая плотную упаковку ДНК в ядрах клеток.

Структура РНК

В основном обладают первичной структурой, сходной со структурной ДНК, только азотистое основание урацил вместо гуанина, а углеводный компонент рибоза вместо дезоксирибозы.

В зависимости от функций, места нахождения и состава РНК делятся на 3 основные вида:

1. и-РНК (информационная или матричная) 5-10% от всех РНК в клетке;

2. р-РНК (рибосомная) 80-90%

3. т-РНК (транспортная) 5-10%

Локализованы РНК в основном в цитоплазме и рибосомах. и-РНК несет точную копию генетической информации, закодированной на определенном участке одной из нитей спирали ДНК, а именно информацию о последовательности аминокислот в белках. Каждой аминокислоте в и-РНК соответствует триплет нуклеотидов – кодон. Напр., аланину – ГЦЦ; лизину – ЦУУ.

Переходя в цитоплазму, и-РНК переносит генетическую информацию к месту биосинтеза белков. Центром биосинтеза является рибосома - сложная структура, состоящая на 50% из р-РНК и на 50% из ассоциированных с ней специфических белков. Вступая в контакт с и-РНК, рибосома считывает заложенную в них информацию.

т-РНК обладает вторичной структурой, напоминающей лист клевера. Рассмотрим вторичную структуру т-РНК, приносящую аланин. Это частично спиралевидная одинарная полинуклеотидная цепь. Участки спирали удерживаются за счет водородных связей между комплиментарными азотистыми основаниями. В РНК аденин комплиментарен урацилу (А=У), а цитозин – гуанину (ЦºГ). Участки, не вовлекаемые в образование водородных связей, образуют петли. (НК15)

Так называемая антикодоновая петля содержит триплет нуклеотидов - антикодон, который соответствует по принципу комплиментарности кодону в и-РНК.

Рибонуклеопротеиды

В организме нуклеиновые кислоты связаны с белком и образуют два вида нуклеопротеидов:

1. РНП - рибонуклеопротеиды, содержащие РНК и находящиеся в основном в цитоплазме;

2. ДНП - дезоксирибонуклеопротеиды, содержащие ДНК, локализованы в основном в ядре клетки.