Нуклеїнові кислоти

Нуклеїнові кислоти (НК) – біополімери і великі біомолекули, принципово необхідний елемент будови будь-яких відомих форм життя

Нуклеїнові кислоти – загальний термін для позначення ДНК і РНК.

Вони складаються з нуклеотидів, які є їх мономерами, що складаються з трьох компонентів: 5-й вуглецевих цукрів, фосфатної групи і азотистої основи. Якщо цукор в їх структурі є рибозою, то полімер буде називатися РНК (Рибонуклеїнова кислота). Якщо цукор в їх структурі є дезоксирибозою, то полімер буде називатися ДНК (Дезоксирибонуклеїнова кислота).

Нуклеїнові кислоти є найважливішими з усіх відомих біомолекул. Вони використовуються в структурі живих організмів для кодування, зберігання та передачі інформації – всередину і зовні клітинного ядра, і, в кінцевому підсумку, в наступному поколінні живих організмів – в будь-який живій клітині будь-якої земної форми життя. Інформація кодується і передається за допомогою послідовностей нуклеїнових кислот, створюючи «сходову систему» ​​організації нуклеотидів в рамках ДНК і РНК.

Послідовності нуклеотидів зазвичай формують спіральні структури – одинарну спіраль в разі РНК і подвійну в разі ДНК, і збираються у вигляді ланцюжків пар основ, підібраних з числа основних або канонічних нуклеобаз, які являють собою аденін, цитозин, гуанін, тимін і урацил.

Тимін унікальний для ДНК, а урацил – для РНК.

Використання амінокислот в ході процесу, відомого як синтез білку, дозволяє специфічним послідовностям в ДНК зберігати інформацію про білки і передавати інструкції з кодування, відомі як гени.

В РНК послідовність нуклеобаз використовується для виробництва нових білкових молекул. Цей процес визначає рамки і особливості більшості біохімічних процесів у всіх відомих формах життя.

Нуклеїнові кислоти являють собою дуже великі біополімери, можливо, найбільші з відомих. Наприклад, великі хромосоми, такі як хромосома I людського генома, можуть складатися з більш ніж 247 мільйонів пар основ. У більшості випадків ДНК являє собою подвійну спіраль, а РНК – одинарну, але відомо досить багато винятків з цього правила: односпіральной ДНК вірусів і подвійні спіралі РНК у деяких ретро-вірусів.

За структурою нуклеїнові кислоти являють собою лінійні полімери, що складаються з нуклеотидів. Кожен нуклеотид утворений трьома компонентами: пуріновою або пірімідіновою основою (часто називаються основами підставами в загальному сенсі), цукром-пентози і фосфатною групою.

Субструктура, що складається з азотистої основи і цукру називається нуклеозидом.

Молекули цукру і фосфатні групи сусідніх нуклеотидів пов’язані один з одним, утворюючи сахарофосфатний остов НК, який являє собою важливий структурний компонент НК.

Азотисті основи нуклеотидів взаємодіють з основами, розташованими в протилежному ланцюжку, формуючи комплементарні зв’язки. Аденін зв’язується з тиміном, а гуанін – з цитозином.

Крім горизонтальних зв’язків між азотистими основами НК існують і вертикальні – шляхом електростатичного взаємодії, так само звані «стекінг-взаємодіями». Ці два типи зв’язків – комплементарні і стекінгові, а, так само, наявність сахарофосфатного остова забезпечують стабільність НК і впорядковують її структуру.

На даний момент відомо три типи нуклеїнових кислот.

Рибонуклеїнова кислота – РНК. Відіграє ключову роль в процесингу інформації і синтезі білка, а також, управлінні біопроцесів на молекулярному рівні. В деяких випадках може бути геномом (віруси).

Дезоксирибонуклеїнової кислоти – ДНК. Відіграє ключову роль в зберіганні, передачі і регуляції експресії генів. Еволюційно з’явилася пізніше РНК, як результат пошуку стабільної «бази даних» для зберігання генетичної інформації.

Штучні нуклеїнові кислоти – синтезовані в лабораторіях. Можуть бути абсолютно різними в залежності від мети створення: кільцеві НК, пептидні НК, замкнуті НК, глікольні НК і т.д. Всі вони відрізняються від ДНК і РНК природного походження за будовою сахарофосфатнимі кістяків.

Top
ukUkrainian
en_GBEnglish ukUkrainian