- •Основы биологической химии предисловие
- •Введение Предмет и задачи биохимии
- •Основные признаки живой материи
- •Глава 1. Химический состав организмов
- •Глава 2. Структура и свойства белков
- •2.1. Роль и определение белков.
- •2.2. Функции белков в организме
- •2.3. Элементный состав белков. Содержание белков в органах и тканях
- •2.4. Аминокислотный состав белков
- •2.5. Кислотно-основные свойства аминокислот
- •2.6. Стереохимия аминокислот
- •2.7. Строение белков
- •2.8. Уровни структурной организации белков
- •Первичная структура
- •Вторичная структура белков
- •Третичная структура белков
- •Четвертичная структура белков
- •2.9. Физико-химические свойства белков
- •Кислотно-основные свойства белков
- •Растворимость белков
- •Денатурация и ренатурация
- •2.10. Классификация белков
- •2.11. Методы выделения и очистки белков
- •Очистка белков
- •Глава 3. Углеводы
- •3.1. Понятие об углеводах и их классификация
- •3.2. Моносахариды
- •Оптические свойства моносахаридов
- •Структура моносахаридов
- •3.3. Химические свойства моносахаридов Реакции с участием карбонильной группы
- •Реакции с участием гидроксильных групп
- •3.4. Сложные углеводы
- •Олигосахариды
- •Полисахариды
- •Гомополисахариды
- •Гетерополисахариды
- •3.5. Биологические функции углеводов
- •Глава 4. Нуклеиновые кислоты
- •4.1. Общая характеристика нуклеиновых кислот
- •4.2. Химический состав и строение нуклеиновых кислот
- •4.3. Уровни структурной организации нуклеиновых кислот
- •Первичная структура нуклеиновых кислот
- •Вторичная структура днк
- •Вторичная структура рнк
- •Третичная структура рнк и днк
- •Глава 5. Липиды
- •5.1. Общая характеристика и классификация липидов
- •5.2. Липидные мономеры
- •5.3. Многокомпонентные липиды
- •5.4. Биологические функции липидов
- •Глава 6. Ферменты
- •6.2. Химическая природа и структура ферментов
- •6.3. Кофакторы ферментов Ионы металлов как кофакторы ферментов
- •Коферменты
- •6.4. Механизм действия ферментов
- •6.5. Свойства ферментов
- •6.6. Специфичность действия ферментов
- •6.7. Факторы, влияющие на скорость ферментативного катализа
- •Влияние температуры на активность ферментов
- •Влияние рН на активность ферментов
- •Влияние концентраций субстрата и фермента на скорость ферментативной реакции
- •Зависимость скорости реакции от времени
- •6.8. Регуляция активности ферментов
- •Активация ферментов
- •Ингибирование ферментов
- •Аллостерическая регуляций действия ферментов
- •6.9. Определение активности ферментов
- •6.10. Номенклатура и классификация ферментов
- •6.11. Локализация ферментов в организме и клетке
- •6.12. Применение ферментов
- •Глава 7. Витамины
- •7.1.Понятие о витаминах
- •7.2. Классификация витаминов
- •7.3. Жирорастворимые витамины
- •7.4. Водорастворимые витамины
- •7.5. Витаминоподобные вещества
- •Глава 8. Общие закономерности обмена веществ и энергии в организме
- •8.1. Обмен веществ
- •8.2. Обмен энергии
- •Глава 9. Биологическое окисление
- •9.2. Дыхательная цепь
- •9.3. Окислительное фосфорилирование
- •Глава 10. Обмен углеводов
- •10.1. Переваривание углеводов
- •10.2. Метаболизм глюкозы
- •10.3. Биосинтез гликогена
- •10.4. Распад гликогена
- •10.5. Анаэробный гликолиз
- •10.6. Аэробный распад глюкозы
- •Аэробный распад глюкозы в мозге
- •10.7. Пентозофосфатный цикл
- •10.8. Биосинтез глюкозы (глюконеогенез)
- •10.10. Регуляция обмена углеводов
- •Глава 11. Обмен липидов
- •11.1. Переваривание липидов
- •11.2. Метаболизм глицерина
- •11.3. Метаболизм жирных кислот
- •11.4. Биосинтез жиров
- •11.5. Регуляция обмена липидов
- •Глава 12. Обмен нуклеиновых кислот
- •12.1. Пути распада рнк и днк
- •12.2. Распад пуриновых и пиримидиновых оснований
- •12.3. Биосинтез нуклеотидов
- •Биосинтез пурииовых нуклеотидов
- •Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов
- •Биосинтез дезоксирибонуклеотидов
- •12.4. Биосинтез нуклеиновых кислот
- •Биосинтез днк (репликация)
- •Биосинтез рнк (транскрипция)
- •Безматричный синтез рнк
- •12.5. Путь информации от генотипа к фенотипу
- •Глава 13. Обмен белков
- •13.1. Понятие об обмене белков
- •13.2. Переваривание белков пищи и распад белков тканей Переваривание белков
- •Распад белков в тканях
- •13.3. Метаболизм аминокислот
- •Трансаминирование аминокислот
- •Дезамииирование аминокислот
- •Превращение углеродных скелетов аминокислот. Реакции декарбоксилирования
- •13.4. Удаление аммиака из организма. Орнитиновый цикл
- •13.5. Синтез аминокислот
- •13.6. Биосинтез белков (трансляция)
- •Глава 14. Водно-солевой и минеральный обмен
- •14.1. Водно-солевой обмен Содержание воды в организме и клетке
- •Роль и функции воды в процессе жизнедеятельности
- •14.2. Регуляция водно-солевого обмена
- •Регуляция рН
- •14.3. Минеральный обмен Минеральные вещества
- •Функции минеральных веществ
- •Минеральные вещества и обмен нуклеиновых кислот
- •Минеральные вещества и обмен белков
- •Минеральные вещества и обмен углеводов и липидов
- •14.4. Регуляция минерального обмена
- •Глава 15. Взаимосвязь обмена белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот
- •Глава 16. Гормоны, нервно-гормональная регуляция обмена веществ
- •16.1. Понятие о гормонах. Основные принципы регуляции обмена веществ
- •16.2. Классификация гормонов
- •16.3. Общие представления о действии гормонов
- •16.4. Гормоны щитовидной и паращитовидных желез Гормоны щитовидной железы
- •Гормоны паращитовидных желез
- •16.5. Гормоны поджелудочной железы
- •16.6. Гормоны надпочечников
- •16.7. Гормоны половых желез
- •16.8. Гормоны гипоталамо-гипофизарной системы
- •16.9. Гормоны тимуса и эпифиза
- •16.10. Простагландины
- •16.11. Биохимическая адаптация
- •Рекомендуемая литература
- •Оглавление
4.2. Химический состав и строение нуклеиновых кислот
Нуклеиновыми кислотами называются высокомолекулярные соединения (полинуклеотиды), состоящие из остатков мононуклеотидов.
Мононуклеотиды (нуклеотиды) построены из трех компонентов: азотистого основания (пиримидинового или пуринового), пентозы (рибоза или дезоксирибоза) и одной или нескольких фосфатных групп.
В составе нуклеотидов выделяют более простой структурный компонент - нуклеозиды, состоящие из азотистого основания и пентозы.
Азотистые основания делят на главные и редкие (минорные). К главным пуриновым основаниям относятся аденин и гуанин; к пиримидиновым - цитозин, урацил и тимин. В ДНК входят аденин, гуанин, цитозин, и тимин, а в РНК - все те же основания, кроме тимина, который заменен урацилом. Главные азотистые основания имеют следующее строение:
Пиримидин |
Цитозин (Ц) |
Урацил (У) |
Тимин (Т) |
-
Пурин
Аденин (А)
Гуанин (Г)
Минорные основания встречаются главным образом в тРНК. К ним относятся дополнительно метилированные пуриновые и пиримидиновые основания.
В нуклеозидах атом углерода пентозы С-1´ связан с первым атомом азота (N-1) пиримидинового или с девятым атомом азота (N-9) пуринового основания. Пентоза в рибонуклеозидах - рибоэа, а в дезоксирибонуклеозидах - дезоксирибоза. Основные рибонуклеозиды - аденозин, гуанозин, цитидин и уридин. Основные дезоксирибонуклеозиды - дезоксиаденозин, дезоксигуаноэин, дезоксицитидин и дезокситимидин.
Нуклеотиды представляют собой фосфорные эфиры нуклеозидов - нуклеозидфосфаты, образующиеся в результате этерификации гидроксильной группы при пятом атоме углерода пентозы (С - 5').
Удлинение фосфатного конца мононуклеотида за счет присоединения дополнительных фосфатов приводит к образованию нуклеозидполифосфатов.
Ниже приведены примеры нуклеозидов, нуклеотидов и нуклеозидполифосфата:
|
|
| |
Аденозин |
Уридин |
Дезоксиаденозин | |
|
| ||
Аденозин-5´-монофосфат (АМФ) |
Дезоксиаденозин-5´-монофосфат (дАМФ) |
Чаще всего в клетках встречаются нуклезиддифосфаты и нуклеозидтрифосфаты.
Мономерами РНК являются рибонуклеозидмонофосфаты, a мономерами ДНК – дезоксирибонуклеозидмонофосфаты. Ниже приводятся названия и сокращенные обозначения нуклеозидфосфатов:
Название |
Сокращенные обозначения |
Рибонуклеозидфосфаты | |
Аденозин моно-, ди-, трифосфат |
АМФ, АДФ, АТФ |
Гуанозин моно-, ди-, трифосфат |
ГМФ, ГДФ, ГТФ |
Цитидин моно-, ди-, трифосфат |
ЦМФ, ЦДФ, ЦТФ |
Уридин моно-, ди-, трифосфат |
УМФ, УДФ, УТФ |
Дезоксирибонуклеозидфосфаты | |
Дезоксиаденозин моно-, ди-, трифосфат |
дАМФ, дАДФ, дАТФ |
Дезоксигуанозин моно-, ди-, трифосфат |
дГМФ, дГДФ, дГТФ |
Дезоксицитидин моно-, ди-, трифосфат |
дЦМФ, дЦДФ, дЦТФ |
Дезокситимидин моно-, ди-, трифосфат |
дТМФ, дТДФ,дТГФ |
Нуклеозидмонофосфаты кроме того называют следующим образом: АМФ-адениловая кислота, ГМФ-гуаниловая, ЦМФ-цитодиловая и УМФ-уридиловая кислота. В случае дезоксирибонуклеозид-монофосфатов добавляется приставка «дезокси», а вместо уридиловой кислоты в составе ДНК встречается дезокситимидиловая (дТМФ).
Нуклеозидди- и трифосфаты содержат фосфодиэфирные высокоэнергетические связи, т.е. связи, при гидролизе которых освобождается значительное количество энергии (около 50 кДж/моль). Поэтому эти соединения участвуют в реакциях синтеза биологических веществ как источник энергии. Особенно уникальную роль в превращениях энергии в организме выполняет аденозинтрифосфат (АТФ).