От лат

Вид материалаДокументы

Содержание


Состав и строение ДНК.
Подобный материал:
§8 НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ. АТФ


Нуклеиновые кислоты занимают особое место среди органических веществ клетки. Они впервые были выде­лены из ядер клеток, за что и получили свое название (от лат. нуклеус — ядро). Впоследствии нуклеиновые ки­слоты были обнаружены в цитоплазме и в некоторых дру­гих органоидах клетки. Но первоначальное название за ними сохранилось.

Нуклеиновые кислоты, как и белки, являются поли­мерами, но их мономеры нуклеотиды имеют более сложное строение. Число нуклеотидов в цепи может дос­тигать 30000. Это наиболее высокомолекулярные орга­нические вещества клетки.

В клетках встречаются два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеи­новая кислота (РНК). Они различаются нуклеотидным составом, строением полинуклеотидной цепи, молеку­лярной массой и выполняемыми функциями.

Из молекул ДНК образованы хромосомы.

Состав и строение ДНК. В состав нуклеотидов моле­кулы ДНК входят фосфорная кислота, углевод дезоксирибоза (с чем связано название ДНК) и азотистые осно­вания — аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г), цитозин (Ц) .

Эти основания попарно соответствуют друг другу по строению (А = Т, Г = Ц) и могут легко соединяться при помощи водородных связей. Такие парные основания на­зывают комплементарными (от лат. комплементум — дополнение).

Английские ученые Джеймс Уотсон и Френсис Крик в 1953 г. установили, что молекула ДНК состоит из двух спирально закрученных цепей (рис. 26). Остов цепи об­разован остатками фосфорной кислоты и дезоксирибозой, а азотистые основания направлены внутрь спирали. Две цепи соединяются друг с другом благодаря водородным связям между комплементарными основаниями.

В клетках молекулы ДНК находятся в ядре. Они образуют нити хроматина, а перед делением клетки спирализуются, соединяются с белками и превращают­ся в хромосомы. Кроме того, специфические ДНК име­ются в митохондриях и хлоропластах.

ДНК в клетке отвечают за хранение и передачу на­следственной информации. В ней закодирована инфор­мация о структуре (порядке аминокислот) всех белков организма. Число моле­кул ДНК служит генетическим признаком отдельного вида организма, а нуклеотидная последовательность спе­цифична для каждого индивида .

Строение и виды РНК. В состав молекулы РНК вхо­дят фосфорная кислота, углевод — рибоза (отсюда назва­ние рибонуклеиновая кислота), азотистые основания: аденин (А), урацил (У), гуанин (Г), цитозин (Ц). Вместо тимина здесь встречается урацил, который комплемен­тарен аденину (А = У). Молекулы РНК, в отличие от ДНК, состоят из одной полинуклеотидной цепи , которая может иметь прямые и спиральные участки, об­разовывать с помощью водородных связей петли между комплементарными основаниями. Молекулярная масса РНК значительно ниже, чем ДНК.

В клетках молекулы РНК находятся в ядре, цито­плазме, хлоропластах, митохондриях и рибосомах. Раз­личают три вида РНК, которые имеют разные молекуляр­ную массу, форму молекул и выполняют разные функции.

Информационные РНК (и-РНК) переносят информа­цию о структуре белка от ДНК к месту его синтеза на рибосомах. Каждая молекула и-РНК содержит полную информацию, необходимую для синтеза одной молеку­лы белка. Молекулы и-РНК самые большие. Транспортные РНК (т-РНК) — самые короткие мо­лекулы. Их структура напоминает по форме клеверный лист. Они транспортируют аминокислоты к месту син­теза белка на рибосомы.

Рибосомалъные РНК (р-РНК) составляют более 80% всей массы РНК в клетке и вместе с белками входят в состав рибосом.

АТФ. Кроме полинуклеотидных цепей в клетке нахо­дятся мононуклеотиды, имеющие тот же состав и строение, что и нуклеотиды, входящие в состав ДНК и РНК. Наибо­лее важным из них является АТФ аденозинтрифосфат.


Молекула АТФ состоит из рибозы, аденина и трех ос­татков фосфорной кислоты, между которыми имеются две высокоэнергетические связи . Энергия каждой из них составляет 30,6 кДж/моль. Поэтому ее и называют макроэргической в отличие от простой связи, энергия ко­торой составляет около 13 кДж/моль. При отщеплении от молекулы АТФ одного или двух остатков фосфорной кислоты образуется соответственно молекула АДФ (адено-зиндяфосфат) или АМФ (аденозинмонофосфат). При этом выделяется энергии в два с половиной раза больше, чем при расщеплении других органических веществ.

АТФ является ключевым веществом обменных про­цессов в клетке и универсальным источником энергии. Синтез молекул АТФ происходит на митохондриях, а энергия запасается в результате реакций распада и окисления органических веществ. Клетка использу­ет эту запасенную энергию во всех процессах жизнедея­тельности.






Макроэргические связи