 |
|
ХИМИЯ И ОБМЕН НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
Нуклеиновые кислоты встречаются в организме не в свободном виде, а в составе нуклеопротеинов.
Молекулы нуклеиновых кислот заряжены отрицательно. Белковые компоненты нуклеопротеинов - положительно, потому что в них много аргинина и лизина. Связи между нуклеиновыми кислотами и белками - ионные.
Нуклеиновые кислоты - гетерополимеры, их мономерами являются мононуклеотиды. Мононуклеотид состоит из азотистого основания+рибоза у РНК (или дезоксирибоза у ДНК) - вместе они составляют нуклеозид, и остатка фосфорной кислоты.
НОМЕНКЛАТУРА НУКЛЕОТИДОВ
| Азотистое основание | Нуклеозид | Нуклеотид |
| аденин | аденозин | аденозинмонофосфат(АМФ) |
| гуанин | гуанозин | гуанозинмонофосфат(ГМФ) |
| урацил | уридин | уридинмонофосфат (УМФ) |
| тимин | тимидин | тимидинмонофосфат (ТМФ) |
| цитозин | цитидин | цитидинмонофосфат (ЦМФ) |
|
|
ТМФ встречается только в ДНК, а УМФ - только в РНК.
В составе нуклеиновых кислот мононуклеотиды связаны 3’,5’-диэфирными связями между рибозами (d-рибозами) соседних мононуклеотидов через остаток фосфорной кислоты.
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ.
1. ДНК: хранение генетической информации.
2. РНК:
а) хранение генетической информации у некоторых вирусов;
б) реализация генетической информации: и-РНК (м-РНК) - информационная (матричная), т-РНК (транспортная), р-РНК (рибосомальная)
в) некоторые молекулы РНК способны катализировать реакции гидролиза 3’,5’-фосфодиэфирной связи в самой молекуле РНК. Такие РНК называют рибозимами.
ФУНКЦИИ МОНОНУКЛЕОТИДОВ.
1. Структурная.
Из мононуклеотидов построены нуклеиновые кислоты, некоторые коферменты и простетические группы ферментов.
2. Энергетическая.
Мононуклеотиды удерживают макроэргические связи - являются аккумуляторами энергии. АТФ - это универсальный аккумулятор энергии, энергия УТФ используется для синтеза гликогена, ЦТФ - для синтеза липидов, ГТФ - для движения рибосом в ходе трансляции (биосинтез белка).
|
Синтез АТФ из АДФ происходит двумя способами: окислительное и субстратное фосфорилирование, синтез любых других нуклеотидтрифосфатов (НТФ) из дифосфатных форм - через АТФ:
НМФ + АТФ <-----> НДФ + АДФ
Фермент: нуклеотидмонофосфокиназа
НДФ + АТФ <-----> НТФ + АДФ
Фермент: нуклеотиддифосфокиназа
3. Регуляторная.
Мононуклеотиды - аллостерические эффекторы многих ключевых ферментов, цАМФ и цГМФ являются посредниками в передаче гормонального сигнала при действии многих гормонов на клетку (аденилатциклазная система).
Азотистое основание аденин является более универсальным, чем остальные: у него такое взаимное расположение аминогруппы с фосфатом, что возможен синтез АТФ из АДФ и неферментативным путем.
ОБМЕН НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
Нуклеиновые кислоты в организме постоянно обновляются.
КАТАБОЛИЗМ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
Начинается с гидролиза 3',5'-фосфодиэфирной связи под действием ферментов нуклеаз:
- ДНКазы - расщепляют ДНК
- РНКазы - расщепляют РНК
Среди ДНКаз и РНКаз различают:
- экзонуклеазы (5' и 3');
- эндонуклеазы - специфичны к мононуклеотидной последовательности, есть высокоспецифичные: рестриктазы - используются в генной инженерии.
Далее происходит отщепление фосфата от мононуклеотида с участием ферментов нуклеотидаз с образованием нуклеозидов.
Нуклеозид может расщепляться путем гидролиза под действием фермента нуклеозидазы на азотистое основание и пентозу, но чаще происходит фосфоролиз - при этом нуклеозид расщепляется на азотистое основание и фосфорибозу.
Далее пентозы могут быть утилизированы во II-м этапе ГМФ-пути.