Нуклеїнові кислоти

	Нуклеїнові кислоти
Хімічна формула	NA
Ідентифікатор NCI Thesaurus	C706
	Нуклеїнові кислоти у Вікісховищі

Нуклеїнові кислоти — складні високомолекулярні біополімери, мономерами яких є нуклеотиди. Вперше їх виявлено в ядрі клітини, звідки й походить назва цих сполук (від лат. nucleus — ядро).

Історія дослідження

Вперше нуклеїнові кислоти були виділені у 1869 році з ядер лейкоцитів ран людини в результаті досліджень Фрідріха Мішера. Мішер працював у Тюбінгенському університеті та намагався дослідити хімію найпростіших, з його точки зору клітин людського організму. Спочатку він намагався виділяти лейкоцити з лімфатичних вузлів, проте не зміг отримати необхідної для аналізу кількості. Тоді він став збирати матеріал з використаних для бинтування ран пов'язок у сусідній лікарні - й домігся успіху.^[1]

Загальний опис

Структура нуклеїнової кислоти

Нуклеїнові кислоти (полінуклеотиди) є біополімерами, які побудовані із ланок нуклеозидів, пов'язаних між собою фосфодиетерними зв'язками. У свою чергу нуклеозиди - це N-глікозиди рибози або дезоксирибози із пуриновими або піримідиновими основами. Природні нуклеїнові кислоти — ДНК і РНК — виконують у всіх живих організмах роль передачі і експресії генетичної інформації. Цей термін був введений Рихардом Альтманом. Вперше їх виявлено в ядрі клітини, звідки й походить назва цих сполук (від лат. нуклеус — ядро). Молекула нуклеотиду складається із залишків нітрогеновмісного гетероциклу (азотистої основи), п'ятивуглецевого моносахариду (пентози) і фосфатної кислоти. Розрізняють два типи нуклеїнових кислот: дезоксирибонуклеїнову (ДНК) і рибонуклеїнову (РНК). До складу ДНК входить залишок пентози дезоксирибози, до складу РНК — рибози.

Ферментативний гідроліз нуклеїнових кислот розщеплює їх на фрагменти, які називаються нуклеотидами й нуклеозидами.

нуклеїнова кислота

\xrightarrow {{\mathsf {H_{2}O}},\ {\text{Фермент}}}

нуклеотид

{\xrightarrow[{\mathsf {-H_{3}PO_{4}}}]{{\mathsf {H_{2}O}},\ {\mathsf {OH^{-}}}}}

нуклеотид

\xrightarrow {{\mathsf {H_{2}O}},\ {\mathsf {H^{+}}}}

Цукор + гетероциклічна основа

(фосфат-Цукор-гетероциклічна основа) (Цукор-гетероциклічна основа)

Якщо аденін, гуанін (пуринові основи) і цитозин (піримідинова основа) виділяються під час гідролізу і ДНК, і РНК, то четвертою основою у РНК є урацил (піримідинова основа), а у ДНК , — тимін (піримідинова основа).

Нуклеозиди містять залишки моносахариду і гетероциклічної сполуки (пуринової або піримідинової основи). Назви нуклеозидів утворюються з кореня назви нітрогеновмісної основи і суфікса -ідин (для піримідинових основ) та суфікса -озин (для пуринових основ), наприклад, уридин, гуанозин.

Нуклеотиди скадаються із залишків гетероциклічної основи, моносахариду і фосфатної основи і є фосфатними естерами нуклеозидів. Назва нуклеотидів складається з назви відповідного нуклеозиду і положення фосфатного залишку, наприклад, аденозин-5'-фосфат, уридин-5'-фосфат^[2].

Структура

Нуклеїновим кислотам, як і білкам, притаманна первинна структура — певна послідовність розташування нуклеотидів, а також складніша вторинна і третинна структури, які формуються за допомогою водневих зв'язків, електростатичним та інших взаємодій.

Будова

Нуклеїнові кислоти є біополімерами, мономерами яких є нуклеотиди. Нуклеотиди є складними ефірами нуклеозиду і фосфорної кислоти і з'єднуються через залишок фосфорної кислоти (фосфодіестерний зв'язок). Нуклеозид складається з вуглеводу — пентози (рибози або дезоксирибози, залежно від типу нуклеїнової кислоти) і азотистої основи (пуринового або піримідинового). Відстань між нуклеотидами в складі полінуклеотиду становить 0,34 нм.

ДНК і РНК

ДНК — дезоксирибонуклеїнова кислота. Цукор — дезоксирибоза, азотисті основи: пуринові — гуанін (G), аденін (A), піримідинові — тимін (T) і цитозин (C). ДНК часто складається з двох полінуклеотидних ланцюжків, направлених антипаралельно.
РНК — рибонуклеїнова кислота. Цукор — рибоза, азотисті основи: пуринові — гуанін (G), аденін (A), піримідинові урацил (U) і цитозин (C). Структура полінуклеотидного ланцюжка аналогічна такій в ДНК, дволанцюжкові РНК зустрічаються тільки у вірусів. Через особливість рибози, молекули РНК часто мають різні вторинні і третинні структури, утворюючи дволанцюгові ділянки через комплементарні взаємодії всередині молекули, наприклад шпильки.

Примітки

↑ Dahm, Ralf (2005). Friedrich Miescher and the discovery of DNA. Developmental Biology. 278 (2): 274—288. doi:10.1016/j.ydbio.2004.11.028. ISSN 0012-1606.(англ.)
↑ Бобрівник Л.Д., Руденко В.М., Лезенко Г.О. - Органічна хімія.

Джерела

А. В. Сиволоб (2008). Молекулярна біологія (PDF). К: Видавничо-поліграфічний центр "Київський університет". с. 65-103.
А. В. Сиволоб, К. С. Афанасьєва (2012). Молекулярна організація хромосом (PDF). К: Видавничо-поліграфічний центр "Київський університет".

Посилання

DNA from the beginning Сайт, присвячений ДНК
Структура нуклеїнових кислот
Nucleic Acids Database База даних структур нуклеїнових кислот
Biochemistry of nucleic acids Біохімія нуклеїнових кислот

Це незавершена стаття з біохімії.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.

[Dahm2005-1] Dahm, Ralf (2005). Friedrich Miescher and the discovery of DNA. Developmental Biology. 278 (2): 274—288. doi:10.1016/j.ydbio.2004.11.028. ISSN 0012-1606.(англ.)

[2] Бобрівник Л.Д., Руденко В.М., Лезенко Г.О. - Органічна хімія.

[1]

[2]