Свойства нуклеотидов

Нуклеотиды гидролизуются как в кислой, так и в щелочной среде но с образованием разных продуктов. В щелочной среде разрушаются сложноэфирные связи, образуются нуклеозиды и анион фосфорной кислоты. В кислой среде разрушаются и сложноэфирные и гликозидные связи, образуются: фосфорная кислота, пентоза (рибоза или дезоксирибоза) и нуклеиновые основания. Поскольку нуклеотиды – мономеры НК, ДНК и РНК при гидролизе в кислой или щелочной среде образуют те же продукты, что и нуклеотиды.

Строение полинуклеотидной цепи. Первичная структура нуклеиновых кислот

В полинуклеотидных цепях нуклеиновые звенья связываются через фосфатную группу. Фосфатная группа образует две сложноэфирные связи с третьим углеродом вышестоящей рибозы (дезоксирибозы) и с пятым углеродом нижестоящей.

Тот конец полинуклеотидной цепочки, где остается свободный первичноспиртовой гидроксил у 5 атом углерода пентозы, называется 5-конец. Там, где находится свободный гидроксил на 3-атоме углерода пентозы называется 3-конец.

Первичная структура НК это последовательность нуклеотидных звеньев, связанных ковалентными сложноэфирными связями в цепь полинуклеотида.

Вторичная структура днк

Вторичная структура ДНК это пространственная организация полинуклеотидной цепи. В 1953г Уотсон и Крик обобщив работы многих современников (Уилкинс, Чаргафф, Тодд, Полинг) описали вторичную структуру в виде двойной спирали. Она характерна для большинства молекул ДНК. Согласно модели Уотсона-Крика молекула ДНК состоит из двух правозакрученных вокруг общей оси полинуклеотидных цепей. Образованная двойная спираль имеет диаметр 1,8-2 нм. Цепи антипаралельны друг- другу, т.е. направления образования в них фосфоэфирных связей противоположны в одной цепи 5-3 в другой 3 -5. Остатки пуриновых и пиримидиновых оснований направлены вглубь спирали и образуют комплементарные пары за счет водородных связей.

Нуклеотиды, не являющиеся мономерами нуклеиновых кислот

1. Циклофосфаты

К ним относятся нуклеотиды, у которых фосфорная кислота этерифицирует одновременно две гидроксильные группы пентозы. Практически во всех клетках присутствует два нуклеозидциклофосфата – аденозин-3,5 -цикломонофосфат и гуанозин 3,5 -цикломонофосфат

цАМФ образуется в организме под действием фермента аденилатциклазы. Он играет важную роль в регуляции процессов обмена, является проводником внеклеточных сигналов. Аналогичную роль играет цГМФ.

Нуклеозидполифосфаты

Во всех тканях организма в свободном состоянии содержатся моно- ди- и трифосфаты нуклеозидов. Особенно широко известны аденинсодержащие АМФ, АДФ, АТФ

В ряде биохимических реакций участвуют УТФ, ЦТФ, ГТФ.

Дифосфорные нуклеотиды содержат одну, а трифосфорные – две ангидридные связи, называемые макроэргическими, обозначаемые значком «тесла» . АТФ является универсальным аккумулятором энергии, выделившейся в сопряженных экзэргонических реакциях. Макроэргические связи расщепляются в процессе кислого гидролиза с затратой небольшого количества энергии, но затем выделяется значительно большее количество энергии в результате образования новых связей в продуктах гидролиза. Количественным признаком макроэргической связи является выделение в результате гидролиза энергии в количестве 30,5 кДж/моль. По строению эти связи все являются ангидридными и имеют систему р- сопряженных связей с ЭА заместителями.