Хімія підготовка до ЗНО та ДПА
Комплексне видання
ЧАСТИНА І
ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ
ОРГАНІЧНА ХІМІЯ
АМІНОКИСЛОТИ Й БІЛКИ
Нуклеїнові кислоти
Поняття і різновиди нуклеїнових кислот
Нуклеїнові кислоти – найважливіші сполуки, що обумовлюють можливість існування і розвитку всіх живих істот. Вони відіграють основну роль у збереженні і реалізації генетичної інформації. Нуклеїнові кислоти були відкриті в середині 60-х років XIX століття швейцарським ученим Ф. Мішером. Вивчаючи склад деяких клітин, він винайшов невідому речовину
Розрізняють два типи нуклеїнових кислот: дезоксирибонуклеїнові кислоти (ДНК), які зберігають генетичну інформацію, і рибонуклеїнові кислоти (РНК), які беруть участь
Нуклеїнові кислоти являють собою природні високомолекулярні. сполуки, набагато складніші, ніж білки та полісахариди. Молекулярна маса нуклеїнових кислот коливається від 100 тисяч до 60 мільярдів. Молекули ДНК – найбільші молекули серед всіх відомих, їх довжина може досягати декількох сантиметрів, тобто у 10 мільйонів разів більше за розміри звичайних молекул. В клітинах вони багатократно скручені, щоб займати відносно невеликий об’єм, але якщо розкласти в довжину молекули ДНК тільки однієї клітини людини, вони склали б ланцюг завдовжки декілька метрів.
Це свідчить про велику складність будови молекул нуклеїнових кислот, але основний принцип їхньої будови виявився доволі простим. Ланцюги нуклеїновий кислот складаються з ланок, що постійно повторюються,- нуклеотидів, специфічне повторення яких і обумовлює запис спадкової інформації. Порядок, в якому розташовані нуклеотиди, унікальний для кожної живої істоти, як унікальна спадкова інформація будь-якого організму.
Склад і будова нуклеїнових кислот
Нуклеотиди – це мономери, з яких складаються нуклеїнові кислоти. Вони також мають доволі складну будову. Кожний нуклеотид складається зі з’єднаних залишків трьох молекул: нітрогеновмісної основи, вуглеводу і ортофосфатної кислоти:
В молекулах ДНК трапляються чотири основні типи нітрогеновмісних основ: аденін, гуанін, цитозин і тимін. До складу РНК замість тиміну входить близька йому за будовою основа – урацил:
До складу кожного нуклеотиду входить залишок вуглеводу: в молекулах ДНК містяться залишки дезоксирибози С5Н10О4, а в молекулах РНК іншого вуглеводу – рибози С5Н10О5:
Разом з ортофосфатною кислотою вуглевод і нітрогеновмісна основа утворюють нуклеотид. Наприклад, нуклеотид, утворений рибозою і цитозином має наступний вигляд:
Нуклеотиди, об’єднуючись один з одним, утворюють полінуклеотидний ланцюг. Молекула РНК складається з одного такого ланцюга, а в переважній більшості випадків молекула ДНК побудована з двох полінуклеотидних ланцюгів:
Ці ланцюги з’єднуються між собою водневими зв’язками за суворими правилами: тимін з одного ланцюга з’єднується тільки з аденіном з протилежного ланцюга, а цитозин – тільки з гуаніном. З’єднавшись, два полінуклеотидних ланцюги згортаються в спіраль, отже, таким чином, молекула ДНК являє собою подвійну спіраль.
В клітинах живих істот молекули ДНК сполучаються з особливими, так званими ядерними білками, багаторазово згортаються і утворюють хромосоми:
Значення нуклеїнових кислот
В живих організмах міститься безліч різних білків, кожний з них виконує спеціалізовану для нього функцію. При цьому функціональні можливості і спеціалізація того чи іншого білка визначається його будовою, зокрема розташуванням в їхніх молекулах амінокислот. Інформація про амінокислотну послідовність кожного білка, що синтезується в організмі, закодована саме в молекулі ДНК.
Нуклеїнові кислоти – основні “дійові особи” синтезу білкових молекул. Все, що необхідно клітині для життя, запрограмовано у відрізках молекули ДНК – генах. Але самі гени білок не синтезують. Закодована в них інформація реалізується молекулами РНК. Насамперед з гена знімається “креслення”: на молекулі ДНК синтезується молекула інформаційної РНК. Подібно до того, як у друкарні друкують книжки, на молекулі інформаційної РНК, як на матриці, синтезується молекула певного білка, а окремі амінокислоти для його синтезу постачаються так званою транспортною РНК.
Іноді молекули ДНК пошкоджуються різними мутагенами. До них відносяться деякі речовини, зокрема нікотин і більшість компонентів тютюнового диму, та електромагнітне випромінювання: радіоактивне, ультрафіолетове та рентгенівське. Під дією мутагенів руйнується молекула ДНК або модифікуються деякі нітрогеновмісні основи – відбуваються мутації. Як наслідок, інформація, закодована в ДНК, змінюється і в клітині може припинитися синтез певного білка або синтезується дещо модифікований білок, який неправильно виконує свої функції. Подібні зміни в більшості випадків приводять до фатальних змін в організмі: розвиток ракових пухлин, різноманітні тяжкі захворювання, а також народження дітей, хворих на генетичні захворювання, які вилікувати неможливо: серпоподібна анемія, синдром Дауна тощо.
Отже, нуклеїнові кислоти незамінні для життя, розмноження та існування будь-якої живої істоти: від мікроскопічного віруса до величезної тварини.
(2 votes, average: 4,50 out of 5)