Acizii nucleici sunt biopolimeri cu greutate moleculară mare, care asigură stocarea și transmiterea informațiilor ereditare (genetice) în organismele vii.
Macromoleculă este un acid nucleic, cu o greutate moleculară de 10.000 Dalton la mai multe milioane, deschis in 1869 de chimistul elvețian F. Miescher în nucleele celulelor albe sanguine care alcatuiesc puroiului, de unde numele (Nucleus - core).
Acizii nucleici sunt polimeri ale căror monomeri sunt nucleotide. Fiecare nucleotidă constă dintr-o bază de azot, un zahar de pentoză și un reziduu de acid fosforic. Lungi nuclee sunt formate din nucleotide - polinucleotide.
fosfat și zahăr
Fig. Structura nucleotidului.
Zahăr. care este parte a nucleotidei, conține cinci atomi de carbon, adică pentoza. În funcție de tipul de pentoză prezentă în nucleotidă, există două tipuri de acizi nucleici - ribonucleici (ARN), care conțin riboză. și acizi dezoxiribonucleici (ADN) care conțin deoxiriboză (C5H10O4).
Baza. în ambele tipuri de acizi nucleici, conțin patru tipuri diferite: două dintre ele aparțin clasei de purine și două în clasa de pirimidine. Purinii includ adenina (A) și guanina (D), și chitină (C) și timină (T) sau uracil (Y) (respectiv, în ADN sau ARN) la numărul de pirimidine.
Acizii nucleici sunt acizi deoarece molecula lor conține acid fosforic.
Rolul nucleotide într-un organism nu este limitat în sensul că acestea sunt construirea de blocuri de acizi nucleici; unele dintre cele mai importante coenzimi sunt, de asemenea, bufniță nukoeotidy. Acestea sunt, de exemplu, adenozin trifosfat (ATP), nicotinamid adenin (NAD), fosfat de nicotinamidadenindinucleotid (NADP) și flavin adenin dinucleotid (FAD).
nucleul ARN tRNA cRNA nucleară
În prezent, sunt cunoscute un număr mare de specii de ADN și ARN, care diferă în structură și semnificație în metabolism.
Exemplu: bacteriile din celulele Escherichia coli conțin aproximativ 1000 de acizi nucleici diferiți și chiar mai mult la animale și plante.
Fiecare specie de organisme conține propria sa, caracteristică numai pentru ea, un set de acești acizi. ADN-ul este localizat în principal în cromozomii nucleului celular (99% din întregul ADN al celulei), precum și în mitocondrii și cloroplaste. ARN este o parte a nucleolilor, ribozomi ai mitocondriilor, plastidelor și citoplasmei.
O moleculă de ADN este un purtător universal al informațiilor genetice în celule. Datorită structurii și funcțiilor acestei molecule, caracteristicile sunt moștenite - de la părinți la descendenți, adică Proprietatea universală a celor vii este ereditară. Moleculele ADN sunt cei mai mari biopolimeri.
Structura moleculelor ADN a fost descifrată în 1953 de J. Watson și F. Crick. Pentru această descoperire au primit Premiul Nobel.
Conform modelului ADN de către Watson Creek. molecula ADN constă din două lanțuri polinucleotidice, răsucite în dreapta în jurul aceleiași axe. formând o dublă helix. Circuitele sunt antiparalel, i. E. unul față de celălalt. Două lanțuri de polinucleotide sunt unite într-o singură moleculă de ADN prin intermediul legăturilor de hidrogen care apar între baza de azot a nucleotidelor diferitelor lanțuri.
Lanțurile helixului dublu sunt complementare una față de cealaltă, deoarece perechea de bază are loc în strictă concordanță: adenina se combină cu timina și guanina cu citozina.
Ca urmare, în fiecare organism Fig. Împerecherea nucleotidelor.
numărul de nucleotide adenil este egal cu numărul de nucleotide timidil. iar numărul de guanili este numărul de citatil. Acest model a fost numit "regula lui Chargaff".
Corespondența strictă a nucleotidelor localizate în perechile de fire de ADN antiparalente se numește complementaritate. Această proprietate stă la baza formării de noi molecule de ADN pe baza moleculei inițiale.
Astfel, dublul helix este stabilizat prin numeroase proprietăți de hidrogen (între A și T sunt formate două și între G și C sunt trei) și interacțiuni hidrofobe.
Pe axa moleculei, perechile de baze adiacente sunt situate la o distanță de 0,34 nm unele de altele. Rotația totală a helixului este de 3,4 nm, adică 10 perechi de baze (o rotație). Diametrul helixului este de 2 nm. Distanța dintre componentele carbohidraților a două nucleotide pereche este de 1,1 nm. Lungimea unei molecule de acizi nucleici ajunge la sute de mii de nanometri. Acesta este mult mai mare decât cea mai mare macromolecule a proteinei, care în formă expandată atinge o lungime de cel mult 100-200 nm. Masa moleculei de ADN este de 6 * 10-12 g.
Această metodă de replicare a ADN, propusă de Watson și Crick, este cunoscută ca replicare semiconservativă.
Replicarea (reducerea) vă permite să păstrați coerența structurii ADN. Moleculă de ADN sintetizată este absolut identică cu secvența nucleotidică inițială. Dacă sub influența diverșilor factori în procesul de replicare în molecula ADN există schimbări în numărul și secvența nucleotidelor, atunci apar mutații. Abilitatea moleculelor ADN de a corecta modificările apărute și de a restabili originalul se numește reparație.
1) Stocarea informațiilor ereditare.
ADN-ul stochează informații sub forma unei secvențe de nucleotide.
2) Reproducerea și transferul de informații genetice.
Abilitatea de a transmite informații celulelor fiice este asigurată de capacitatea cromozomilor de a fi separate în cromatide, urmată de reducerea moleculelor ADN. Codifică informații genetice despre secvența aminoacizilor din molecula de proteină. O regiune a ADN care poartă informații despre un lanț polipeptidic se numește o genă.
ADN-ul este prezent în cromozomi ca o componentă structurală, adică este baza chimică a materialului genetic cromozomial (gena).
4) ADN-ul este matricea pentru crearea moleculelor de ARN.
ARN este conținut în toate celulele vii ca molecule monocatenare. Acesta diferă de ADN prin faptul că conține riboză (în loc de dezoxiriboză) ca pentoză și uracil (în loc de timină) ca una din bazele de pirimidină. Există trei tipuri de ARN. Aceasta este o matrice sau informații, ARN (mRNA, mRNA), ARN de transport (tRNA) și ARN ribozomal (ARNm). Toate cele trei sunt sintetizate direct pe ADN, iar cantitatea de ARN din fiecare celulă depinde de cantitatea de proteină produsă de această celulă.
Spre deosebire de ADN, moleculele de ARN sunt un biopolimer liniar monocatenar constând din nucleotide.
RNA-urile cu două catene servesc la stocarea și reproducerea informațiilor ereditare în unele virusuri, adică ele îndeplinesc funcțiile de cromozomi - ARN viral.
Nucleotidele unei molecule de ARN pot intra în relații complementare cu alte nucleotide din același lanț, ca rezultat al formării structurii secundare și terțiare a moleculelor de ARN.
Fig. Structura ARN-ului de transport.
Ribisomalnaya ARN (ARNr) este de 85% din ARN-ul celular total, este sintetizat în nucleol, un compus cu partea de proteine a ribozomului, mitocondriile (ARN mitocondrial) si plastide (plastid ARN). Acesta conține de la 3 la 5 mii de nucleotide. Sinteza proteinelor are loc pe ribozomi.
Funcția. ARNr îndeplinește o funcție structurală (parte a ribozomului) și participă la formarea unui centru de ribozomi activ, unde legăturile peptidice dintre moleculele de aminoacizi se formează în timpul biosintezei proteinelor.
ARN-ul de informații (mRNA) reprezintă 5% din totalul ARN din celule. Este sintetizat în procesul de transcriere la un anumit loc al moleculei de ADN-gena. Structura ARNm este complementară situsului moleculelor ADN care conține informații despre sinteza unei proteine specifice. Lungimea ARNm depinde de lungimea regiunii ADN din care a fost citită informația (ea poate fi formată din 300-30000 nucleotide)
Funcția. mRNA transferă informații despre sinteza proteinelor de la nucleu la citoplasma de pe ribozomi și devine o matrice pentru sinteza moleculelor de proteine.
Transportul ARN (tARN) reprezintă aproximativ 10% din ARN total, este sintetizat în nucleol, are un lanț scurt de nucleotide și este localizat în citoplasmă. Are funcția de șampanie. Fiecare aminoacid are propria sa familie de molecule tARN. Acestea dau aminoacizilor conținute în citoplasmă ribozomul.
Funcția. la un capăt este un triplet de nucleotide (anticodon) care codifică un aminoacid specific. La celălalt capăt este un triplet de nucleotide, la care este atașat un aminoacid. Pentru fiecare aminoacid - propriul tARN.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: