33. Химический состав нуклеиновых кислот. Правила Чаргаффа.

Ответ. В молекуле ДНК углевод представлен дезоксирибозой, а в молекуле РНК – рибозой, отсюда их названия: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК) кислоты. Кроме того, они содержат фосфорную кислоту, по два пуриновых (А, Г) и по два пиримидиновых основания (Ц,Т,У); различия только в пиримидиновых основаниях: в ДНК содержится тимин, а в РНК – урацил. В составе нуклеиновых кислот встречаются три главных пиримидиновых основания: цитозин, урацил и тимин.

Помимо главных пиримидиновых оснований, в составе нуклеиновых кислот открыты минорные пиримидиновые основания, 5-метил- и 5-оксиметилцитозин, дигидроурацил. Два пуриновых основания, постоянно встречающихся в гидролизатах нуклеиновых кислот, имеют следующее строение: К минорным нуклеозидам пуринового ряда, обнаруживаемым в составе ДНК и РНК, относятся инозин. Cвойство свободных азотистых оснований –существование в двух таутомерных формах, в частности лактим- и лактамной формах. В составе нуклеиновых кислот все оксипроизводные пуринов и пиримидинов находятся в лактамной форме. Содержание ДНК в клетках постоянно и исчисляется несколькими пикограммами. На долю РНК приходится около 5–10% от общей массы клетки Выделяют три главных вида. РНК: матричную (информационную) – мРНК, РНК; рибосомную – рРНК, и транспортную – тРНК. Правило Чаргаффа: молярная доля пуринов равна молярной доле пиримидинов; количество аденина и цитозина равно количеству гуанина и тимина; количество аденина равно количеству тимина, а количество гуанина равно количеству цитозина: А = Т и Г = Ц; соответственно; существенным для характеристики вида (таксономическое значение) оказался так называемый коэффициент специфичности, отражающий отношение Г+Ц/А+Т. Структурными единицами нуклеиновых кислот являются мономерные молекулы – мононуклеотиды. Это продукты полимеризации мононуклеотидов, число и последовательность расположения которых в цепях ДНК и РНК определяются в строгом соответствии с программой, заложенной в молекуле матрицы. Мононуклеотиды состоят из трех специфических компонентов: азотистого основания, углевода и фосфорной кислоты. Соединения азотистого основания и углевода -нуклеозид. Нуклеозиды содержат пуриновое или пиримидиновое основание, соединенное с углеводом N-гликозидной связью. Мононуклеотиды, присоединяя еще один остаток фосфата, образуют фосфоангидридную связь и превращаются в нуклеозиддифосфаты (АДФ, ГДФ, УДФ, ЦДФ и ТДФ). Присоединяя еще один остаток фосфата, образуют нуклеозидтрифосфаты (АТФ, ГТФ,УТФ, ЦТФ и ТТФ). Функция нуклеозидтрифосфатов - участие в биоэнергетике всех живых организмов. В организме существкет два типа фосфорных эфиров нуклеотидов: когда фосфат связывает 2 атома кислорода пентозного остатка в одном и том же нуклеотиде; когда фосфатный мостик объединяет два разных мононуклеотида.

34. Структурная организация олиго- и полинуклеотидов. Характеристика первичной структуры днк.

Ответ. Олигонуклеотид — короткий фрагмент ДНК или РНК, получаемый либо путём химического синтеза, либо расщеплением более длинных полинуклеотидов. Используются в качестве зондов или праймеров. Олигонуклеотид длины L — это короткая нуклеотидная последовательность длины L с определенным нуклеотидным составом. Например, последовательность «ATTAGGACA» содержит следующие олигонуклеотиды длины 5 — «ATTAG», «TTAGG», «TAGGA», «AGGAC», «GGACA». Нуклеиновая кислота — высокомолекулярное органическое соединение, биополимер (полинуклеотид), образованный остатками нуклеотидов. Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению, передаче и реализации наследственной информации. Различают четыре уровня структурной организации нуклеиновых кислот: первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуры. Первичная структура представляет собой цепочки из нуклеотидов, соединяющихся через остаток фосфорной кислоты (фосфодиэфирная связь). Вторичная структура — это две цепи нуклеиновых кислот, соединённые водородными связями. Стоит отметить, что цепи соединяются по типу «голова-хвост» (3' к 5'), по принципу комплементарности (азотистые основания находятся внутри этой структуры). Третичная структура, или же спираль, образуется за счет радикалов азотистых оснований (образуются водородные дополнительные связи, которые и сворачивают эту структуру, тем самым обуславливая её прочность). И, наконец, четвертичная структура — это комплексы гистонов и нитей хроматина. Поскольку в нуклеотидах существует только два типа гетероциклических молекул, рибоза и дезоксирибоза, то и имеется лишь два вида нуклеиновых кислот — дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). Мономерные формы также встречаются в клетках и играют важную роль в процессах передачи сигналов или запасании энергии. Наиболее известный мономер РНК — АТФ, аденозинтрифосфорная кислота, важнейший аккумулятор энергии в клетке. Первичная структура нуклеиновых кислот – это последовательное расположение нуклеотидов в полинуклеотидной цепи ДНК или РНК. Между нуклеотидами имеется 3’,5’-фосфодиэфирная связь.