Азотисті основи та нуклеотиди

Біомолекули. Нуклеїнові кислоти

Азотисті основи та нуклеотиди

кислоти
Hyклеїнові кислоти відіграють основну роль у збереженні та реалізації генетичної інформації (див. с. 234). Розрізняють два типи нуклеїнових кислот:дезоксирибонуклеїнові кислоти[ДНК (DNA)], які забезпечують збереження інформації, тарибонуклеїнові кислоти[PHK (RNA)], що беруть участь у процесах генної експресії та біосинтезу білка. Нуклеїнові кислоти побудовані з нуклеотидних ланок, які у свою чергу складаються зазотистої основи, вуглеводного залишкутафосфатної групи. ДНК і РНК розрізняються за типом вуглеводного залишку та структурою основ.

А. Азотисті основи

Азотисті основи — це ароматичні гетероциклічні сполуки, похідні піримідину або пурину. П'ять сполук цього класу є основними структурними компонентами нуклеїнових кислот. Спільними для всієї живої матерії. Пуринові основиаденін(Ade,але неА) ігуанін(Guа), а також піримідинову основуцитозин(Cyt), входять до складу ДНК та РНК. До складу ДНК входить також тімін (Thy), 5-метил-похідне урацилу. Основаурацил(Ura) входить лише до складу РНК. У ДНК вищих організмів у невеликій кількості є 5-метилцитозин. Похідні азотистих основ присутні в тРНК (див.с. 88) та інших типах РНК.

Сполуки азотистих основ з рибозою або 2-дезоксирибозою (див. с. 44) звутьсянуклеозиди. Так, наприклад, аденін і рибоза утворюють нуклеозидаденозин(1, скорочено А). Відповідні похідні інших азотистих основ носять назвигуанозин(G),уридін(U),тимідин(T) тацитидин(С) . Якщо вуглеводнийзалишок представлений 2-дезоксирибозою утворюєтьсядезоксинуклеозид, наприклад 2'-дезоксиаденозин (dA, на схемі не наведено). У клітині 5'-ОН-група вуглеводного залишку нуклеозиду етерифікована фосфорною кислотою. Відповідна похідна 2'-дезокситимідину (dT), ланка ДНК, називається2'-дезокситімідин-5'-монофосфат(dTMP) ( 2 ). Якщо 5'-фосфатний залишок з'єднується з іншими нуклеозидфосфатними залишками. виходять нуклеозидді- та нуклеозидтрифосфати, наприклад АДФ та АТФ - найважливіші коферменти енергообміну (див. с. 110). Всі нуклеозидфосфати поєднують під загальною назвоюнуклеотиди.

У нуклеозидах та нуклеотидах пентоза знаходиться у фуранозній формі (див. с. 40). Вуглеводний залишок і азотна підстава пов'язаніN-глікозидним зв'язкомміж С-1' вуглеводної ланки і N-9 пуринового або відповідно N-1 піримідинового циклу. Глікозидний зв'язок знаходиться в β-конфігурації.

В. Олігонуклеотиди, полінуклеотиди

Залишки фосфорної кислоти можуть зв'язуватися за рахунок утворення фосфоангідридного зв'язку. Отже, два нуклеотиди можуть бути пов'язані черезфосфатні угруповання з утворенням відповідного динуклеотиду. До цієї групи сполук належать коферменти [HAДФ +(NADP +)] іKoA(CoA), а також флавін [ФАД(FAD)] ( 1 див. с. 108).

Якщо фосфатна група одного нуклеотиду взаємодіє із З'-ОН-групою іншого нукпеотиду, утворюєтьсядинуклеотид з фосфодіефірним зв'язком. Такий динуклеотид несе на 5'-кінці вільну фосфатну групу, а на 3'-кінці вільну ОН-групу. Тому можна за рахунок утворення ще одного фосфодіефірного зв'язку приєднати новий мононуклеотид. Таким шляхом утворюютьсяолігонуклеотидиі, нарешті,полінуклеотиди.

Полінуклеотиди, складені з рибонуклеотидних ланок, називаютьсярибонуклеїновими кислотами(РНК), з дезоксирибонуклеотидних мономерів -дезоксирибонуклеїновими кислотами(ДНК, див. с. 90). При позначенні полінуклеотидів вказують скорочені назви нуклеозидних ланок у напрямку 5'→3'7, тобто. зліва направо. Іноді назву включають фосфатну групу ("p"). Так, наприклад, фрагмент РНК, наведений на схемі 2 можна записати . pUpG. або скорочено ..UG.