1. Нуклеозиди та нуклеотиди — продукти неповного гідролізу нуклеїнових кислот. ( спрс)

До ВМС відносять нуклеїнові кислоти, молярна маса яких досягає 25000 – 1000000. Нуклеїнові кислоти вперше виявлені в ядрах клітин швейцарським хіміком Ф.Мішером (1868 р.). Вони входять до складу складних білків - нуклеопротеїдів, які містяться в усіх клітинах організму людини, тварин, рослин, бактерій та вірусів.

Нуклеопротеїди підлягають ступінчатому гідролізу, який можна зупинити на будь-якій стадії.

Н₂О, Н⁺

Н уклеопротеїд Нуклеїнова кислота + Білок

Нуклеїнові кислоти побудовані з мономірних одиниць - нуклеотидів. Нуклеотид - це трикомпонентне утворення, яке містить ге­тероциклічну основу, вуглеводний залишок та фосфатну групу.

Нуклеозиди

Нуклеозиди, чи N - глікозиди складаються із залишків нуклеїно­вих основ і D-рибози або 2-дезокси-D-рибози.

Гетероциклічні основи, які входять до складу N - глікозидів, є похідними пурину та піримідину.

Нуклеїнові основи у фізіологічних розчинах існують тільки в лактамній та змінній формах.

Вуглеводна частина представлена D-рибозою і 2-дезокси-D-рибозою, які знаходяться у нуклеїнових кислотах у β - D-фуранозній формі. Глікозидний зв'язок здійснюється між аномерним атомом Карбону (С₁) вуглеводу та атомом Нітрогену піримідинової основи (N₁) чи пуринової основи (N₉).

Назви утворюються від тривіальної назви нуклеїнової основи з додаванням суфікса —озин (пуринові) або -идин (піримідинові): аденозин, гуанозин, цитидин, уридин, дезоксіаденозин, дезоксигуанозин, дезоксицитидин. Винятком є назва нуклеозиду, що склада­ється з дезоксирибози і тиміну - тимідин (не дезокситимідин).

Нуклеотиди

Нуклеотид - це естер фосфатної кислоти нуклеозиду.

Нуклеотиди можна розглядати Як естери - монофосфати чи як кислоти, тому

застосовують назви, які наведені нижче.

Фосфатна кислота може естерифікувати відразу дві гідроксиль­ні групи вуглеводного залишку нуклеозиду і утворювати нуклеозидциклофосфат. У всіх клітинах практично наявні аденозин-3',5'—циклофосфат і гуанозин-3',5'-циклофосфат, які відіграють значну біологічну роль у клітині.

При гідролізі нуклеїнових кислот, поряд з нуклеозид-5'-фосфа­том, наявний і нуклеозид-3'-фосфат. Гідроліз нуклеотидів у кислому середовищі призводить до утворення всіх складових нуклеотиду.

2. Нуклеїнові кислоти — полінуклеотиди, біополімери, що зберігають, передають спадкову інформацію та беруть участь у біосинтезі білка.

Нуклеїнові кислоти є високомолекулярними сполуками, мономерними одиницями, в яких є нуклеотиди, пов'язані між собою естеровим фосфатним зв'язком С-5' одного нуклеотиду і С-3' на­ступного нуклеотиду.

Залежно від природи вуглеводу, який входить до складу нуклео­тидів, розрізняють рибонуклеїнові кислоти (РНК) (D-рибоза) і де­зоксирибонуклеїнові кислоти (ДНК) (2-дезокси-D-рибоза).

Первинна структура нуклеїнових кислот включає певну послідов­ність нуклеотидів, яку визначають внаслідок гідролізу нуклеїнових кислот (рис. 3.1). ДНК у лужному середовищі не підлягає гідролізу.

Просторова орієнтація полінуклеотидних ланцюгів у молекулі називається вторинною структурою нуклеїнових кислот.

Вперше вторинну структуру ДНК у вигляді моделі з подвійною спіраллю описали американський біохімік Дж.Уотсон і англій­ський біохімік Ф.Крик (1953 р.).

Два полінуклеотидні ланцюги антипаралельні один одному. Пу­ринові та піримідинові основи спрямовані всередину спіралі, при­чому між пуриновою основою одного ланцюга та піримідиновою основою іншого ланцюга утворюються водневі зв'язки (рис. 3.2).

При цьому аденін утворює зв'язок з тиміном, а гуанін - з цито­зином (комплементарні пари АТ і GС).

РНК є одинарною спіраллю. В клітинах існує три види РНК: м-РНК (інформаційні або матричні); р—РНК (рибосомальні) і т— РНК (транспортні). Біологічну роль ДНК і РНК вивчають в курсі біохімії.

Функції ДНК

1. Молекула ДНК служить матрицею в процесі транскрипції - перекодували інформації в структуру молекул РНК, що необхідне для синтезу білкових молекул.

2. Молекула ДНК служить матрицею в процесі реплікації - копіювання інформації в дочірніх молекулах ДНК.

РНК залежно від виконуваної функції в клітці може бути: 1) інформаційною або матричною (І-РНК); 2) транспортною (Т-РНК); і 3) рибосомальній (Р-РНК). Інформаційні РНК синтезуються на односпіральній ДНК в ядрі, «прочитують» інформацію, записану на ДНК у вигляді певної послідовності нуклеотидів і передають її на рибосому. І-РНК - високомолекулярні. Транспортні РНК містяться в цитоплазмі кліток і служать для доставки активованих залишків амінокислот до місця біосинтезу білка - в рібосому. Т-РНК – низкомолекулярні і мають вид «кленового листа». Рибосомальні РНК входять до складу рибосом, де протікає біосинтез білка.

Хімія нуклеїнових кислот придбала останніми роками особливе значення, оскільки з нею пов'язана перспектива зміни спадковості, дії на зростання пухлин, генна інженерія.