Рибонуклеиновые кислоты – биология

Рибонуклеиновые кислоты (РНК). Строение и функции РНК. Динуклеотиды | Биология

Рибонуклеиновые кислоты - биологияРибонуклеиновые кислоты (РНК). Строение и функции РНК. Динуклеотиды

Содержание:

  • 1 Типы РНК
  • 2 Функции РНК
  • 3 Динуклеотиды

РНК состоит, как правило, из одной цепи, закрученной в спираль. У вирусов есть двухцепочные РНК. РНК содержится в ядрышке, ядре, цитоплазме, рибосомах. Молекулы РНК менее короткие, чем молекулы ДНК.

Типы РНК

Различают три типа РНК: рибосомную, матричную  (информационную – иРНК), транспортную (тРНК). Они отличаются между собою местонахождением в клетке, размерами, нуклеотидным составом  и функциональными свойствами.

Синтезируется РНК с участием ферментов РНК-полимераз на молекуле ДНК. Последовательность нуклеотидов участка молекулы  ДНК определяет порядок расположения нуклеотидов в молекуле РНК.

У большинства клеток содержание РНК значительно большее (от 5 до 10 раз), чем содержание ДНК. Наибольшая часть РНК приходится на рибосомную.

Функции РНК

Функции РНК: реализует наследственную информацию, принимает участие в синтезе белков.

Информационная (матричная) РНК (иРНК) представляет собой копию участка ДНК, то есть одного или нескольких генов. Она переносит генетическую информацию к месту синтеза полипептидной цепи и принимает в нем непосредственное участие.

Соответственно длине участка ДНК, которое и РНК копирует, она состоит из 300-30 000 нуклеотидов. Часть и РНК в клетке составляет около 5 % общего количества. Молекулы и РНК относительно нестабильные – быстро распадаются на нуклеотиды.

Срок их жизни составляет в клетках эукариот до нескольких часов, у микроорганизмов – несколько минут.

Подобно молекуле ДНК, и РНК имеет вторичную и третичную структуры, которые формируются с помощью водородных связей, гидрофобных, электростатических взаимодействий и т. п.

Рибосомная РНК составляет 60 % массы рибосом, около 85 % общего количества РНК клетки. Включает 3000-5000 нуклеотидов. Она не принимает участия в передаче наследственной информации.

Входит в состав рибосомы и взаимодействует с ее белками, которых у эукариот около 100. У эукариот есть четыре типа рибосомной РНК, у прокариот — три.

Выполняет структурную функцию: обеспечивает определенное пространственное расположение иРНК и тРНК на рибосоме.

Транспортная (тРНК) — переносит аминокислоты к месту синтеза белка. По принципу комплементарности узнает участок иРНК, отвечающий аминокислоте, которая транспортируется. К месту синтеза белка каждая аминокислота транспортируется своей тРНК. тРНК транспортируются элементами цитоскелета клетки.

Имеет форму трехлистника (листка клевера) — постоянную вторичную структуру, которая обеспечивается водородными связями.

На верхушке тРНК расположен триплет нуклеотидов, соответствующий кодону иРНК и называющийся антикодоном. Возле основания есть участок, к которому благодаря ковалентной связи молекула аминокислоты прикрепляется.

Содержит тРНК 70-90 нуклеотидов. Составляет до 10 % общего количества РНК. Известно около 60 видов тРНК.

тРНК может иметь довольно компактную L-подобной неправильной формы третичную структуру.

Динуклеотиды

Состоят из двух нуклеотидов, но имеют особенности в строении. Наиболее известными являются: никотинамидадениндинуклеотид (НАД+), никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ+). Главной функцией является перенесение электронов (2) и иона водорода (1). Могут восстанавливаться:

НАД+ + 2е— + Н+ →НАДН;

НАДФ+ + 2е— + Н+ →НАДФН.

На определенном участке для некоторых реакций эти соединения отдают протон водорода, электроны:

НАДН →НАД+ + 2е— + Н+;

НАДФН → НАДФ+ + 2е— + Н+

Молекулярный уровеньУровни организации живого

Источник: https://xn—-9sbecybtxb6o.xn--p1ai/obshchaya-biologiya/ribonukleinovye-kisloty-rnk-stroenie-i-funktsii-rnk-dinukleotidy/

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты – это высокомолекулярные органические соединения, имеющие первостепенное биологическое значение. Впервые они были обнаружены в ядре клеток (в конце XIX в.), отсюда и получили соответствующее название (нуклеус – ядро). Нуклеиновые кислоты хранят и передают наследственную информацию.

Существует два вида нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) -и рибонуклеиновая кислота (РНК). Основное местоположение ДНК – ядро клетки. ДНК обнаружена также в некоторых органоидах (пластиды, митохондрии, центриоли). РНК встречаются в ядрышках, в рибосомах и цитоплазмеклеток.

Молекула ДНК состоит из двух спирально закру ченных друг возле друга нитей. Ее мономерами служат нуклеотиды.

Каждый нуклеотид – химическое соединение, состоящее из трех веществ: азотистого основания, пятиатомного сахара дезоксирибозы и остатка фосфорной кислоты.

Существуют четыре вида азотистых оснований: аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) и цитозин (Ц), которые в молекуле ДНК образуют четыре вида нуклеотидов: адениловый, тимидиловый, гуаниловый и цитидиловый.

Схема строения нуклеотида

Азотистые основания в молекуле ДНК соединены между собой неодинаковым количеством водородных связей. Аденин – тимин соответствуют друг другу по пространственной конфигурации и образуют две водородные связи.

Точно так же соответствуют по своей конфигурации молекулы гуанина и цитозина, они соединяются тремя водородными связями.

Способность к избирательному взаимодействию аденина с тимином, а гуанина с цитозином, основанная на особенностях расположения в пространстве атомов этих молекул, называется комплементарностью (дополнительностью).

В полинуклеотидной цепочке соседние нуклеотиды связаны между собой через сахар (дезоксирибозу) и остаток фосфорной кислоты. В молекуле ДНК последовательно соединены многие тысячи нуклеотидов. Молекулярная масса этого соединения достигает десятков и сотен миллионов.

ДНК называют веществом наследственности. Биологическая наследственная информация зашифрована (закодирована) в молекулах ДНК с помощью химического кода. В клетках всех живых существ один и тот же код. В его основе лежит последовательность соединения в нитях ДНК четырех азотистых оснований: А, Т, Г, Ц.

Различные комбинации трех смежных нуклеотидов образуют триплеты называемые кодонами. Последовательность кодонов в нити ДНК в свою очередь определяет (кодирует) последовательность расположения аминокислот в полипептидной белковой цепи.

Для каждой из 20 аминокислот, из которых клетки строят все без исключения белки данного организма, существует свой специфический кодон, причем соседние триплеты не перекрываются: в процессе считывания информации с молекулы ДНК азотистые основания одного кодона никогда не включаются в состав другого-считывается тройка тех нуклеотидов и в той последовательности, в какой они представлены в данном конкретном кодоне. Каждому триплету соответствует одна из 20 аминокислот.

Из четырех азотистых оснований (Г, Ц, А, Т) в каждый триплет входят только три в различном сочетании:

Г-А-Т, Ц-Г-А, А-Ц-Т, Г-Ц-Г, Т-Ц-Т и т. д. Таких неповторяющихся сочетаний может быть 4х4х4=64, а число аминокислот равно 20.

В результате некоторые аминокислоты кодируются несколькими триплетами. Эта избыточность кода имеет большое значение для повышения надежности передачи генетической информации. Например, аминокислоте аргинину соответствуют триплеты ГЦА, ГЦГ, ГЦТ, ГЦЦ.

Читайте также:  Изменения в природе в связи с развитием сельского хозяйства и промышленности - биология

Понятно, что случайная замена третьего нуклеотида в этих триплетах никак не отразится на структуре синтезируемого белка. В приведенной ниже схеме условно показана последовательность пяти триплетов-кодонов на небольшом участке нити ДНК.

Чередование отдельных нуклеотидов в одной нити ДНК может варьировать как угодно, но последовательность их в другой нити должна быть комплементарна ей, например:

1-я нить ГАТ____ ЦГА____АЦТ____ГЦГ____ТЦТ и т.д. 2-я нить ЦТА____ГЦТ____ТГА____ЦГЦ____ АГА и т. д.
Клетка обладает необходимым механизмом самоудвоения (ауторепродукции) генетического кода. Процесс самоудвоения идет поэтапно: вначале с помощью ферментов разрываются водородные связи между азотистыми основаниями. В результате этого одна нить ДНК отходит от другой, затем каждая из них синтезирует новую путем присоединения комплементарных нуклеотидов, находящихся в цитоплазме. Поскольку каждое из оснований в нуклеотидах может присоединить другое основание только комплементарное себе, то воспроизводится точная копия “материнской” молекулы ДНК. Иными словами, каждая нить ДНК служит матрицей, а ее удвоение называется матричным синтезом. Матричный синтез напоминает отливку на матрице монет, медалей, типографского шрифта и т. п., при котором затвердевшая отливка должна быть точной копией исходной формы. Поэтому в живых клетках в результате удвоения новые молекулы ДНК имеют ту же структуру, что и первоначальные: одна нить была исходной, а вторая собрана заново.

Так как новые молекулы ДНК имеют ту же структуру, что и исходные, в дочерних клетках сохраняется та же наследственная информация.

Однако в случае перестановки или замены нуклеотидов на другие либо полного их выпадения в любом участке ДНК возникшее искажение будет в точности скопировано в дочерних молекулах ДНК.

В этом и заключается молекулярный механизм изменчивости: любое искажение наследственной информации на участке ДНК в процессе самокопирования будет передаваться от клетки к клетке, из поколения в поколение

Рис. Редупликация ДНК . Другое важное свойство молекул ДНК – способность синтезировать на отдельных участках разъединенных нитей рибонуклеиновые кислоты. Для этого используются ферменты (РНК-полимераза) и требуются за

траты энергии. ДНК передает на нить РНК свой порядок чередования нуклеотидов по принципу матричного синтеза.

Этот процесс называетсятранскрипцией РНК-однонитевая молекула, она значительно короче ДНК. Каждый нуклеотид в ней состоит из пятиатомного сахара рибозы, остатков фосфорной кислоты и азотистого основания.

Их здесь также четыре: аденин, гуанин, цитозин, но вместо тимина присутствует близкий ему по строению урацил (У), комплементарный аденину.

Схема строения рибонуклеотида

Выделяют РНК информационную (иРНК), транспортную (тРНК) и рибосомную (рРНК). При этом иРНК снимает информацию с участка молекулы ДНК и затем мигрирует к рибосомам, расположенным в цитоплазме клетки, а тРНК доставляет аминокислотные остатки к рибосомам.

Нить тРНК короткая и состоит всего лишь из 70-80 нуклеотидов. Один из участков тРНК содержит триплет, к которому присоединяется одна из 20 аминокислот. Для каждой аминокислоты имеется своя тРНК.

Присоединение аминокислоты активируется специфическим ферментом, благодаря чему тРНК “узнает” ту или иную аминокислоту. Второй участок тРНК имеет триплет, комплементарный одному из триплетов иРНК; этот триплет на тРНК называется антикодоном.

В конечном счете аминокислота занимает свое место в полипеп-тидной цепочке в соответствии с информацией на иРНК, которая распознается благодаря комплементарности антикодона тРНК кодону иРНК.

рРНК входит в состав рибосом, образуя с белками рибосомные тельца, являющиеся местом синтеза белка. Она вступает также в связь с иРНК, и этот комплекс осуществляет синтез белка.Рис.

Соотношение последовательности нуклеотидов в цепях ДНК и синтезируемой на ней иРНК

Сравнительная характеристика ДНК и РНК (Т.Л. Богданова. Биология. Задания и упражнения.

Пособие для поступающих в ВУЗы. М.,1991)

Признаки ДНК РНК
Местонахождение в клетке Ядро, митохондрии, хлоропласты Ядро, рибосомы, цитоплазмы, митохондрии, хлоропласты
Местонахождение в ядре Хромосомы Ядрышко
Строение макромолекулы Двойной неразветвленный линейный полимер, свернутый правозакручен-ной спиралью Одинарная полинуклеотидная цепочка
Мономеры Дезоксирибонуклеотиды Рибонуклеотиды
Состав нукле-отида Азотистое основание (пу-риновое – аденин, гуанин, пиримидиновое -тимин, цитозин); дезоксирибоза (углевод); остаток фосфорной кислоты Азотистое основание (пу-риновое – аденин, гуанин. пиримидиновое – урацил, цитозин); рибоза (углевод); остаток фосфорной кислоты
Типы нуклео-тндов Адениловый (А), гуа-ниловый (Г), тимидиловый (Т), цитидиловый (Ц) Адениловый (А),гуани-ловый (Г), уридиловый (У), цитидиловый (Ц)
Свойства Способна к самоудвоению по принципу комп-лементарности (редупликации): А=Т, Т=А, Г=Ц, Ц= Г Стабильна Не способна к самоудвоению. Лабильна
Функции Химическая основа хромосомного генетического материала (гена); синтез ДНК; синтез РНК; информация о структуре белков Информационная(иРНК) – передает код наследственной информации о первичной структуре белковой молекулы;рибосомальная (рРНК) – входит в состав рибосом; транспортная (тРНК) – переносит аминокислоты к рибосомам; митохондриальная ипластидная РНК – входят в состав рибосом этих органелл

Источник: https://www.examen.ru/add/manual/school-subjects/natural-sciences/biology/uchenie-o-kletke/nukleinovyie-kislotyi/

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК)

В ядре содержится много белков.

Они представлены двумя группами — простыми белками и дезоксирибонуклеопротеидами, состоящими из равного количества дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и белков. В небольшом количестве в состав клеточного ядра входит и рибонуклеиновая кислота (РНК).

Нуклеиновые кислоты впервые были обнаружены швейцарским биохимиком Ф. Мишером в 1869 г. в ядрах животных клеток, откуда они и получили свое название (от лат. нуклеус — ядро). Биологическое значение и роль нуклеиновых кислот в явлениях наследственности и жизнедеятельности всех организмов, были установлены лишь в последние 20—25 лет, когда удалось выяснить их сложную биохимическую природу.

Обе нуклеиновые кислоты — биологические полимеры, то есть вещества, сложные молекулы которых состоят из более простых молекул — мономеров. Эти кислоты различаются между собой по химическому составу, местонахождению в клетке и той биологической роли, какую они в ней выполняют.

ДНК находится главным образом в клеточном ядре, РНК входит в состав всех частей клетки, но наибольшее ее количество обнаруживается в цитоплазме. В целом же клетка со всеми ее органоидами как бы насыщена нуклеиновыми кислотами, что указывает на их важнейшее биологическое значение.

В химическом составе молекул ДНК и РНК обнаружены как сходства, так и различия. При полном распаде молекул ДНК образуются азотистые основания, пентозный сахар — дезоксирибоза и фосфорная кислота.

Читайте также:  Мутагены - биология

Азотистые основания представлены четырьмя соединениями: аденин и гуанин — производные пурина, цитозин и тимин — производные пиримидина.

При распаде молекулы РНК выделяются те же три типа соединений: азотистые основания, сахар и фосфорная кислота, только вместо тимина появляется урацил, а вместо сахара дезоксирибозы — рибоза.

Нуклеиновые кислоты состоят из более простых молекул — нуклеотидов, каждый из которых, в свою очередь, включает три компонента: молекулу сахара, молекулу азотистого основания и молекулу фосфорной кислоты.

Молекула РНК состоит из рибонуклеотидов, а молекула ДНК — из дезоксирибонуклеотидов.

Нуклеотиды именуются по входящим в них азотистым основаниям и сокращенно обозначаются соответствующими начальными буквами этих оснований.

Нуклеиновые кислоты — это высокомолекулярные соединения, так как в их состав входит очень большое число нуклеотидов. Так, ДНК включает 10—25 тыс. отдельных нуклеотидов (молекулярная масса ее 4—8 млн. и выше), а РНК — 4—6 тыс. нуклеотидов (молекулярная масса ее 1,5—2 млн.).

Процесс связывания отдельных нуклеотидов в молекулы нуклеиновых кислот называется полимеризацией. Нуклеотиды в молекулах ДНК и РНК соединяются между собой через фосфорную кислоту и образуют длинные цепочки. Молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепочек, а РНК — из одной.

Химический анализ показал, что в ДНК любых организмов количество аденина всегда точно соответствует количеству тимина, а количество гуанина — количеству цитозина, то есть отношения А : Т и Г : Ц равны 1.

Вместе с тем установлено, что молекулы ДНК различных растений и животных могут очень сильно различаться между собой по количеству входящих в них нуклеотидов и порядку их чередования, что и обусловливает различия в биологических свойствах ДНК.

Строение молекулы ДНК долгое время оставалось неясным. В 1953 г. английский ученый Уотсон и американский ученый Крик на основании рентгеноструктурного анализа и математических расчетов предложили свою модель макромолекулярной структуры ДНК.

Согласно модели Уотсона — Крика, молекула ДНК состоит из двух спиральных цепочек, закрученных правильными витками вокруг одной общей для них оси. Каждая из двух цепочек представляет собой полинуклеотид. Между собой такие полинуклеотидные цепочки связаны азотистыми основаниями.

При этом пуриновые основания, состоящие из двух колец, соединяются слабыми водородными связями с пиримидиновыми основаниями, состоящими из одного кольца, таким образом, что аденин всегда

связан с тимином (А + Т), а гуанин — с цитозином (Г + Ц). Следовательно, эти пары азотистых оснований дополняют одна другую, поэтому и обе цепочки молекул ДНК также дополняют одна другую.

Схематически молекула ДНК может быть изображена в виде винтовой лестницы, ступени которой — это пары азотистых оснований, а боковые стороны — молекулы дезоксирибозы и фосфорной кислоты. Расстояние между нуклеотидами составляет 0,00034 мкм, а диаметр двойной спирали равен 0,002 мкм.

Один полный оборот спирали состоит из 10 нуклеотидов (0,0034 мкм). При помощи модели Уотсона — Крика удалось объяснить многие важные биологические свойства ДНК. Эта схема в настоящее время общепризнана.

Одно из важнейших свойств ДНК — способность ее к самоудвоению (репликации). В связи с тем что цепочки молекулы ДНК дополняют одна другую и расположение нуклеотидов на одной из них точно определяет структуру другой, удалось объяснить механизм самоудвоения.

В общих чертах он сводится к следующему. Двойная спираль молекулы ДНК начинает раскручиваться, водородные связи между парами оснований рвутся, и цепочки разъединяются.

Каждая из них присоединяет имеющиеся в растворе свободные нуклеотиды и вновь строит дополнительную цепочку, подобную той, с которой она была соединена раньше. Так, из одной молекулы ДНК образуются две совершенно одинаковые молекулы.

Свойство самоудвоения, или самокопирования, характерно только для молекул ДНК, молекулы никаких других химических веществ им не обладают.

Очень важным открытием молекулярной биологии было установление того факта, что на одной из цепочек молекулы ДНК во время ее раздвоения строятся нуклеотиды, свойственные молекуле РНК.

При этом нуклеотиды ДНК дополнительно соединяются не с тимидиловой кислотой, как это бывает при самокопировании ДНК, а с урадиловой. Так, вместо дополнительной цепочки ДНК строится одна цепочка молекулы РНК.

Она получила название информационной, или матричной,

РНК (и-РНК). Образуясь на одной из цепочек молекулы ДНК, как на матрице, она через поры ядерной мембраны поступает в цитоплазму. Информационная РНК несет информацию о порядке расположения нуклеотидов ДНК, которым определяется последовательность связывания аминокислот в белковых молекулах, образующихся на рибосомах цитоплазмы.

Таким образом, ДНК, входя в состав ядра клетки, благодаря свойству самоудвоения молекул сохраняет свое количественное постоянство при делении клеток, определяет структуру и регулирует синтез образующихся в клетке белков.

В форме ДНК организм и сохраняет свою наследственную информацию. Этим определяется то выдающееся значение, которое придается ДНК в жизнедеятельности организмов. Вместе с белками ДНК входит в состав хромосом — важнейших компонентов ядра, с которыми связана наследственность организмов. В 1958 г. американский генетик А. Корнберг в лабораторных условиях искусственно синтезировал ДНК.

Источник: http://www.activestudy.info/dezoksiribonukleinovaya-kislota-dnk-i-ribonukleinovaya-kislota-rnk/

Строение и функции нуклеиновых кислот

Нуклеиновые кислоты – фосфорсодержащие биополимеры живых организмов, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации. Открыты они в 1869 г. швейцарским химиком Ф. Мишером в ядрах лейкоцитов. Впоследствии нуклеиновые кислоты были обнаружены во всех растительных и животных клетках, бактериях, вирусах и грибах.

В природе существуют два вида нуклеиновых кислот – дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК) Различие в названиях объясняется тем, что молекула ДНК содержит пятиуглеродный сахар дезоксирибозу, а молекула РНК – рибозу. В настоящее время известно большое числоразновидностей ДНК и РНК, отличающихся друг от друга.

По строению и значению в метаболизме.

ДНК локализуется преимущественно в хромосомах клеточного ядра (99 % всей ДНК клетки), а также в митохондриях и хлоропластах. РНК, кроме ядра, входит в состав рибосом, цитоплазмы, пластид и митохондрий.

Читайте также:  Синтетическая теория эволюции - биология

Нуклеиновые кислоты – сложные биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. В состав каждого нуклеотида входит пятиуглеродный сахар (рибоза или дезоксирибоза), азотистое основание и остаток фосфорной кислоты.

Существует пять основных азотистых оснований: аденин, гуанин, урацил, тимин и цитозин. Первые два являются пуриновыми – их молекулы состоят из двух соединенных между собой колец. Следующие три являются пиримидинами и имеют одно шестичленное кольцо.

Названия нуклеотидов происходят от названия соответствующих азотистых оснований; и те и другие обозначаются заглавными буквами: аденин – аденилат (А), гуанин – гуа-нилат (Г), цитозин – цитидилат (Ц), урацил – уридилат (У), тимин – дезокситимилилат (Т).

Количество нуклеотидов в молекуле нуклеиновых кислот бывает разным – от 80 в молекулах транспортных РНК до нескольких десятков миллионов у ДНК.

ДНК

Молекула ДНК – это двухцепочечная спираль, закрученная вокруг собственной оси.

В полинуклеотидной цепочке соседние нуклеотиды связаны между собой ковалентными связями, которые образуются между фосфатной группой одного нуклеотида и З’-спиртовой группой пентозы другого. Такие связи называются фосфодиэфирными. Фосфатная группа образует мостик между З’-углеродом одного пентозного цикла и 5’-углеродом следующего.

Остов цепей ДНК образован, таким образом, сахарофосфатными остатками.

Полинуклеотидная цепь ДНК закручена в виде спирали, напоминая винтовую лестницу и соединена с другой, комплементарной ей цепью с помощью водородных связей, образующихся между аденином и тимином (две связи), а также гуанином и цитозином (три связи). Нуклеотиды А и Т, Г и Ц называются комплементарными.

В результате у всякого организма число адениловых нуклеотидов равно числу тимидиловых, а число гуаниловых — числу цитидиловых. Эта закономерность получила название «правило Чаргаффа». Благодаря этому свойству последовательность нуклеотидов в одной цепи определяет их последовательность в другой.

Такая способность к избирательному соединению нуклеотидов называется комплементарностъю, и это свойство лежит в основе образования новых молекул ДНК на базе исходной молекулы.

Цепи в молекуле ДНК противоположно направлены, т. е., если одна цепь имеет направление от З’-конца к 5’-концу, то в другой цепи З’-концу соответствует 5’-конец и наоборот. Это свойство биспирали ДНК называется антипараллельностью.

Впервые двухцепочечная модель молекулы ДНК была предложена в 1953 г. американским ученым Дж. Уотсоном и англичанином Ф. Криком. Он объединил данные Э.

Чаргаффа о соотношении пуриновых и пиримидиновых оснований молекул ДНК и результаты рентгеноструктурного анализа, полученные М. Уилкинсом и Р. Франклин.

За разработку двухспиральной модели молекулы ДНК Уотсон, Крик и Уилкинс были удостоены в 1962 г. Нобелевской премии.

ДНК – самые крупные биологические молекулы. Их длина составляет от 0,25 мм – у некоторых бактерий до 40 мм – у человека. Это значительно больше самой крупной молекулы белка, которая в развернутом виде достигает не более 100-200 нм. Масса молекулы ДНК составляет 6 ∙ 10-12 г.

Диаметр молекулы ДНК – 2 нм, шаг спирали – 3,4 нм; каждый виток спирали содержит 10 пар нуклеотидов. Спиральная структура поддерживается многочисленными водородными связями, возникающими между комплементарными азотистыми основаниями, и гидрофобными взаимодействиями. Молекулы ДНК эукариотических организмов линейны. У прокариот ДНК, напротив, замкнута в кольцо и не имеет ни 3’-, ни 5’-концов.

Подобно белкам при изменении условий ДНК может подвергаться денатурации, которая называется плавлением. При постепенном возврате к нормальным условиям ДНК ренатурирует.

Функции ДНК. Функцией ДНК является хранение, передача и воспроизведение в ряду поколений генетической информации. В ДНК любой клетки закодирована информация о всех белках данного организма, о том, какие белки и в какой последовательности будут синтезироваться.

РНК

Строение молекул РНК во многом сходно со строением молекул ДНК. Однако имеется и ряд существенных отличий. В молекуле РНК вместо дезоксирибозы в состав нуклеотидов входит рибоза. Вместо тимидилового нуклеотида (Т) входит уридиловый (У).

Главное отличие от ДНК состоит в том, что молекула РНК представляет собой одну цепь.

Однако ее нуклеотиды способны образовывать водородные связи между собой (например, в молекулах тРНК, рРНК), но в этом случае речь идет о внутрицепочечном соединении комплементарных нуклеотидов.

Цепочки РНК значительно короче ДНК.

Виды РНК

В клетке существует несколько видов РНК, которые различаются по величине молекул, структуре, расположению в клетке и функциям.

Информационная (матричная) РНК – мРНК – наиболее разнородная по размерам и структуре. мРНК представляет собой незамкнутую полинуклеотидную цепь.

Она синтезируется в ядре при участии фермента РНК-полимеразы по принципу комплементарности участку ДНК, отвечающего за кодирование данного белка. мРНК выполняет важнейшую функцию в клетке.

Она служит в качестве матриц для синтеза белков, передавая информацию об их структуре с молекул ДНК. Каждый белок клетки кодируется специфичной ему мРНК.

Рибосомная РНК рРНК. Это одноцепочечные нуклеиновые кислоты, которые в комплексе с белками образуют рибосомы – органеллы, на которых происходит синтез белка. Информация о структуре рРНК закодирована в участках ДНК, расположенных в области вторичной перетяжки хромосом.

На долю рРНК приходится 80 % всей РНК клетки, поскольку клетки содержат большое количество рибосом. рРНК обладают сложной вторичной и третичной структурой, образуя петли на комплементарных участках, что приводит к самоорганизации этих молекул в сложное по форме тело.

В состав рибосом входят 3 типа рРНК – у прокариот и 4 типа рРНК – у эукариот.

Транспортная (трансферная) РНК – тРНК. Молекула тРНК состоит в среднем из 80 нуклеотидов. Содержание тРНК в клетке – около 15 % всей РНК. Функция тРНК – перенос аминокислот к месту синтеза белка и участие в процессе трансляции.

Число различных типов тРНК в клетке невелико (около 40). Все они имеют сходную пространственную организацию.

Благодаря внутрицепочечным водородным связям молекула тРНК приобретает характерную вторичную структуру, называемую клеверным листом.

Трехмерная же модель тРНК выглядит несколько иначе. В тРНК выделяют четыре петли: акцепторную (служит местом присоединения аминокислоты), антикодоновую (узнает кодон в мРНК в процессе трансляции), две боковые.

Источник: http://jbio.ru/stroenie-i-funkcii-nukleinovyx-kislot

Ссылка на основную публикацию