8. Нуклеиновые кислоты

В 1868 году швейцарский ученый Фридрих Мишер выделил из ядер клеток гноя, вытекающего из ран, необычное фосфорсодержащее вещество, которое он назвал нуклеином. Позднее эти вещества, получившие названия нуклеиновых кислот, были найдены в самых разнообразных клетках живой ткани. В настоящее время известно, какую огромную роль они играют в процессах передачи наследственности, старения и синтеза белка, это название приобрело новый смысл и значимость.

Нуклеиновая кислота при гидролизе дает смесь пуриновых и примидиновых оснований, сахар и фосфорную кислоту. Из пуриновых оснований в состав нуклеиновой кислоты входит адеин и гуанин, из примидиновых – цитозин и тиамин, из сахаров – дезоксирибоза. В нуклеиновой кислоте, извлеченной из растений, дрожжей и бактерий, вместо тиамина содержится урацил, а вместо дезоксирибозы – рибоза. В клеточных ядрах находится дезоксирибозосодержащая кислота или еще более распространенная (в основном, в клеточной плазме) рибозосодержащая нуклеиновая кислота.

В соответствии с природой входящего в их состав сахара нуклеиновые кислоты носят названия рибонуклеиновой (РНК) и дезоксирибонуклеиновой кислот (ДНК). Обе нуклеиновые кислоты – ДНК и РНК – встречаются в живых тканях в связанных белками виде. Такие белки, особенно те, которые в клеточных ядрах связаны с ДНК, обладают особыми свойствами: они имеют ярко выраженный основной характер, что обусловлено большим содержанием в них специфической аминокислоты аргинина. Эти белки известны под названием гистонов, в то время как комплексы нуклеиновых кислот с белками называют нуклепротеидами.

Нуклеиновые кислоты более устойчивы, чем белки: они выдерживают воздействие разбавленных растворов щелочей и кислот, а также нагревание до 100 C. Извлеченная и очищенная нуклеиновая кислота представляет собой обычно беловатое волокнообразное вещество (ДНК по внешнему виду напоминает асбестовое волокно), вполне устойчивое при хранении в течение длительного времени. Молекулярная масса нуклеиновых кислот составляет величины порядка сотен тысяч, а макромолекулы их, подобно полисахаридам и белкам, представляют собой цепи, построенные из многократно повторяющихся звеньев.

В природе существует немало рибонуклеиновых и дезоксирибонуклеиновых кислот. Хроматография ДНК показывает, что «общая» или «суммарная» ДНК, полученная из любой ткани, делится на ряд слегка отличающихся фракций. Тем не менее обычно говорят о «суммарной» ДНК какого-либо органа или ткани (ДНК тимуса, ДНК печени, ДНК почек и т. д.). Условно считают нуклеиновую кислоту, извлеченную из данного источника, однородным индивидуальным веществом.

Если белки состоят только из аминокислотных звеньев, а полисахариды – из моносахаридов, то в состав нуклеиновых кислот входят пурины, пиримидины, сахара и фосфорная кислота, поэтому строение повторяющегося звена нуклеиновой кислоты не столь просто, как строение звеньев рассмотренных высокомолекулярных соединений. Известно, что пурин или пиримидин связаны с сахаром, а сахар в свою очередь – с фосфатом.