Состав и строение нуклеиновых кислот

Химический состав и строение нуклеиновых кислот [c.100]

Важное биологическое значение нуклеиновых кислот состоит в том, что они осуществляют хранение и передачу наследственной информации, а также определяют синтез нужных белков в клетке и его регуляцию. По химическому строению нуклеиновые кислоты представляют собой линейные (неразветвленные) цепочки, составленные из остатков большого числа нуклеотидов указанных выше типов. Как и для белков, для нуклеиновых кислот характерна первичная и вторичная структура. Важнейшей характеристикой данной нуклеиновой кислоты является ее первичная структура, т. е. последовательность чередования входящих в ее состав четырех [c.444]

СОСТАВ И СТРОЕНИЕ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ [c.222]

Строение клетки определяется теми веществами, из которых образованы стенки клетки, представляющие ее каркас, и веществами, находящимися внутри клеток. Целлюлоза, описанная в предшествующей главе, является наиболее важной составной частью стенок клеток растений. В живых организмах основными конструктивными материалами являются белки более того, и внутренние части клеток состоят в значительной степени пз белков. Так, красная кровяная клетка состоит из тонкой мембраны, в которой заключена среда, состоящая из воды (60%), различных веществ (5%) и гемоглобина (35%) — белка, содержащего железо, и имеющего молекулярный вес около G8 ООО гемоглобин обладает свойством обратимо связывать кислород. Именно благодаря этому свойству кровь соединяется с большим количеством кислорода в легких и переносит его к тканям, обеспечивая таким образом возможность окисления питательных веществ и веществ, входящих в состав организма. Ранее уже упоминалось, что простейшие формы материи, способные к самовоспроизводству — вирусы, состоят главным образом из нуклеиновых кислот. [c.480]

Прежде чем перейти к изложению вопроса о структуре нуклеиновых кислот, следует рассмотреть строение отдельных соединений, входящих в состав молекулы нуклеиновой кислоты. В результате полного гидролиза нуклеиновых кислот образуются пиримидиновые и пуриновые основания, сахар и фосфорная кислота. Частичный гидролиз приводит к образованию нуклеозидов и нуклеотидов. Все эти соединения рассмотрены ниже. [c.16]

А пока, чтобы скоротать время, я решил заниматься вирусом табачной мозаики (ВТМ). Главная составная часть ВТМ — нуклеиновая кислота, так что лучшую маскировку для моего неугасающего интереса к ДНК трудно было бы придумать. Правда, в состав ВТМ входит не ДНК, а другая нуклеиновая кислота — рибонуклеиновая (РНК). Однако и это было к лучшему на РНК Морис никак не мог претендовать. А если бы мы разгадали структуру РНК, то это могло бы стать ключом и к строению ДНК. [c.67]

Нуклеиновые кислоты — высокомолекулярные соединения, распадающиеся при полном гидролизе на три типа веществ азотистые основания — пуриновые и пиримидиновые основания, сахара (пентозы) и фосфорную кислоту. Пуриновые и пиримидиновые основания находятся в таком же состоянии к нуклеиновым кислотам, как аминокислоты к белкам, хотя число азотистых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот, значительно меньше, чем число аминокислот в белках. Однако молекулярный вес нуклеиновых кислот часто бывает выше, чем молекулярный вес белков. Рассмотрим кратко строение основных структурных элементов, входящих в состав нуклеиновых кислот. [c.223]

Строение нуклеиновых кислот. Еще в прошлом веке было установлено, что в клеточных ядрах содержатся высокомолекулярные вещества, в состав которых входят азотсодержащие гетероциклические основания, углеводы и фосфорная кислота. Эти вещества получили название нуклеиновых кислот. Два десятилетия тому назад биологическая роль нуклеиновых кислот была совершенно неясна, в настоящее же время установлено их первостепенное значение в живой природе. [c.432]

Моносахаридом, входящим в состав нуклеиновых кислот, обычно является рибоза или дезоксирибоза (дезоксисахарами называют соединения, у которых вместо вторичных гидроксильных групп находятся группы (ЗН2). Ниже схематически показано строение нуклеиновых кислот, причем у атома азота находится остаток пуринового или пиримидинового основания [c.96]

Состав веществ тела животных, растений и микроорганизмов в принципе отличается мало. Белки всех живых клеток состоят из 20 главных аминокислот. Важнейшие компоненты тела — нуклеиновые кислоты — построены по одному принципу и из одинаковых для всех живых существ составных частей. Различия между типами и видами клеток состоят в деталях строения — в последовательности и взаиморасположении видоспецифичных макромолекул или протоплазменных структур и частных особенностях обмена веществ. [c.256]

Упорядоченность структур живого организма и слаженность реакций обмена веществ не является результатом случайной комбинации атомов и молекул в статистическом смысле в процессе их теплового движения. Они — результат обусловленного биологическими закономерностями эволюционного развития организмов, в ходе которого должно быть обеспечено воспроизведение строго определенного типа биологических структур и обмена веществ со всеми структурными и химическими особенностями. Так, биосинтез белковой молекулы совсем не является реализацией одной из многих миллионов возможностей расположения аминокислотных остатков. Все детали строения белковой молекулы (состав, последовательность чередования остатков и т. д.) определяются совокупностью структурных и кинетических условий биосинтеза (природа и концентрация участвующих в биосинтезе аминокислот, ферментов, витаминов, нуклеиновых кислот, их пространственное распределение в клетке и т. д.), т. е. типом структур и процессов обмена веществ, свойственных данному организму. [c.68]

Состав и строение биологических мембран. Биологические мембраны состоят из белков и липидов. Углеводы присутствуют лишь в качестве составных частей сложных белков (гликопротеинов) и сложных липидов (гликолипидов). Нуклеиновые кислоты в небольшом количестве бывают ассоциированы с мембранами, но в состав мембранных структур не включаются. Вода составляет 20% от мембранного материала, а отношение белок/липид в зависимости от вида мембран колеблется от 0,25 (клетки миелиновой оболочки) до 3,0 (митохондриальные мембраны). [c.298]

Весьма вероятно, что упорядоченные сополимеры более сложного строения, чем рассмотренные, могут существовать среди природных фибриллярных белков и, возможно, нуклеиновых кислот. Хотя фибриллярные белки состоят из большого числа химически различающихся аминокислотных остатков, тем не менее, многие из этих остатков могут входить в одну и ту же кристаллическую решетку. Если бы все мономерные звенья принимали участие в процессе кристаллизации, следовало бы ожидать типичное для гомополимеров поведение при плавлении, несмотря на химически неоднородный состав цепи. Однако, если определенные звенья исключаются из кристаллизации вследствие стерических затруднений, то процесс плавления изменит свой характер на типичный для сополимеров. [c.114]

В зависимости от строения моносахарида, входящего в состав нуклеиновых кислот (НК), различают дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК) и рибонуклеиновые кислоты (РНК). Необходимость подобной классификации определяется не только различным химическим строением ДНК и РНК, но и различием выполняемых ими биологических функций. Дезоксирибонуклеиновые кислоты ответственны за передачу наследственных признаков в ряду поколений живых организмов, поэтому конкретное строение ДНК каждого вида животных организмов будет строго специфично, однако общая структура ДНК одинакова для многих типов клеток. Рибонуклеиновые кислоты участвуют в процессе биосинтеза белка. [c.613]

Связь между нуклеотидами представляет собой фосфодиэфир-ную связь между гидроксильными группами сахаров, смежными с нуклеозидами. В зависимости от строения входящего в состав кислоты сахара различают два основных типа нуклеиновых кислот — дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и рибонуклеиновую (РНК). Во всех живых клетках встречаются как ДНК, так и РНК- Экстракты нуклеиновых кислот в значительной степени неоднородны, особенно экстракты РНК. Отсутствие чистых препаратов гомогенной нуклеиновой кислоты препятствовало выяснению ее точного строения. [c.468]

Пуриновое кольцо (XV) лежит в основе строения так называемых пуриновых оснований, например аденина, который входит в состав нуклеиновых кислот и некоторых других веществ, играющих исключительно важную роль в жизнедеятельности организмов. Конечным продуктом обмена пуриновых оснований в организме человека является мочевая кислота, в основе строения которой лежит также кольцо пурина. Кольцо пурина лежит, наконец, также в основе строения некоторых лекарственных веществ, например кофеина [c.227]

Наиболее важными из входящих в состав нуклеиновых кислот пуриновых оснований являются аденин и гуанин, из пиримидиновых— урацил, 5-метилурацил, или тимин, и цитозин. Аденин по своему химическому строению является 6-аминопурином [c.54]

Другую группу важнейших биологических высокомолекулярных соединений составляют нуклеиновые кислоты, в состав которых входят остатки фосфорной кислоты, пеп-тозановых сахаридов и пуриновых или пиримидиновых оснований. Более подробно строение и химические свойства нуклеиновых кислот рассматриваются в курсе биологической химии. [c.197]

Химическое строение пуриновых и пиримидиновых оснований, а также углеводов, входяш их в состав нуклеиновых кислот, показано на следуюш,ей странице. [c.41]

В клетках, составляющих живое вещество, содержатся особые высокомолекулярные нуклеиновые кислоты, связанные с белком, видимо, водородными связями. В течение последних десятилетий были изучены состав и строение нуклеиновых кислот и установлена их роль в биосинтезе белка. Ядра клеток содерл<ат дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), анализ продуктов гидролитического расщепления которой показал, что это слол ное вещество, содерлощее 1>-дезоксирибозу, фосфорную кислоту и смесь веществ гетероциклической структуры — производных пурина — аденина и гуанина и производных пирами-дина — тимина и цитозина. В плазме же клеток содержатся рибонуклеиновые кислоты (РНК), в составе которых обнарул<ены /З-рибоза, фосфорная кислота и гетероциклы — аденин, гуанин, цитозин и урацил (вместо тимина). [c.264]

Пиримидиновый цикл содержится в тимине, цитозине и урациле (разд. 20-11 и 20-11,Б), входящих в состав нуклеиновых кислот и ряда коферментов. Строение нуклеиновых кислот подробно рассмотрено в разд. 20-11 и 20-11,Б. Рассматрива- [c.423]

Состав и общие принципы хикического строения нуклеиновых кислот [c.39]

Молекулярный вес выделенных до настоящего времени нуклеиновых кислот (по данным Зигнера) не менее 1 млн. Согласно современным представлениям, каждая пара цепей нуклеиновых кислот соединена водородными связями между nypинoвы m заместителями г образованием палочкообразной двойной спирали (винтовая линия). Каждое основание в одной цепи соответствует определенному основанию в другой цепи. В живом организме водородные связи между обеими цепями при определенных условиях (например, при делении клетки) разрываются и каждая отдельная цепь вследствие необходимости специфической эквивалентности между входящими в ее состав основаниями становится матрицей для создания из элементарных звеньев цепи противоположного строения. Такой направленный синтез, по-види>юму, позволяет считать, что по крайней мере часть заключенных в хромосомах наследственных признаков связана с нуклеиновыми кислотами. Характерное для живого организма создание молекул различных белков также должно протекать по соответствующему матричному механизму. Значительный вклад в химию нуклеиновых кислот внес Тодд. Однако окончательное выяснение состава и строения нуклеиновых кислот — задача еще не разрешенная вследствие многообразия возможных структур, но очень важная как для понимания биологических процессов, так и для изучения структуры белков. [c.97]

Пиримидиновый цикл содержится в тимине, цитозине и урациле (стр. 88, 93), входящих в состав нуклеиновых кислот и ряда коферментов. Строение нуклеиновых кислот подробно рассмотрено на стр. 86—90 и 93—94. Рассматривались также биологические функции тиамина (стр. 85—86), производного одновременно пиримидина и 1,3-тиазола. Пирофосфат тиамина является коферментом карбоксилазы — фермента, декарбоксили-рующего а-кетокислоты тиамин известен также под названием витамин В , недостаток которого в пище вызывает заболевание бери-бери. [c.330]

Исследование химического строения нуклеиновых кислот, начатое Ф. Мишером, далее было продолжено К. А. Косселем (1879 г.), который обнаружил в нуклеиновых кислотах азотсодержащие гетероциклические основания. Первым выделенным гетероциклическим основанием, присутствующим в нуклеиновых кислотах, был гуанин (ранее выделенный из перуанского гуано — помета птиц, ценного азотистого удобрения). Впоследствии из нуклеиновых кислот были выделены тимин (из клеток тимуса быка), цитозин (от греч. ytos — клетка) и аденин (от греч. aden — железа). В результате проведенных исследований русский химик Ф. Левен установил, что в состав нуклеиновых кислот входят азотсодержащие гетероциклические основания (производные пурина и пиримидина), фосфорная кислота и углеводный компонент — рибоза или дезоксирибоза. [c.264]

Химия нуклеотидов является одним из самых молодых разделов органической химии. Хотя первые представители этого важного клаюса были известны в более нли менее индивидуальном состоянии еще Либиху, который в 1847 г. описал так называемую инозиновую кислоту, и Мишеру, впервые выделившему нуклеиновую кислоту, тем не менее подлинному развитию химия нуклеотидов обязана последним 10—15 годам. В 1909 г. Левин, работы которого знаменуют первый период развития химии нуклеотидов, впервые выделил инозин из нуклеиновых кислот и в последующие годы (1910—1930) получил другие мономеры, входящие в состав нуклеиновых кислот, определил их состав и основные черты строения. Решающее значение для развития химии нуклеотидов имели работы, начатые в 1942 г. А. Тоддом, которым было окончательно установлено строение мономерных нуклеотидов и осуществлен их синтез, выяснены основные черты структуры полимерных нуклеотидов, осз ществлен синтез многих мононуклеотидов, являющихся коэнзимами важнейших ферментных систем. Приблизительно в это же время биохимиками и биологами была выяснена в общих чертах и биологическая роль нуклеотидов, их участие в важных процессах жизнедеятельности. Развитие химии нуклеотидов продолжается во все нарастающем темпе и трудно найти какой-либо другой раздел химии природных соединений, который в последние годы развивалоя бы так стремительно. [c.173]

Исследования воздействия излучения на живую клетку насчитывают значительно более долгую историю, чем изучение его действия на синтетические полимеры. С точки зрения благополучия человечества и интересов науки первая область действительно более важна. Но обе эти области знания базируются на одних и тех же основных принципах, связаны, по-видимому, с одними и теми же основными реакциями и фактически представляют собой одно целое. И здесь и там задача заключается в том, чтобы выяснить, как происходят при облучении сшивание полимерных цепей, их деструкция и ряд других реакций. В живой клетке мы имеем дело главным образом с молекулами протеинов и нуклеиновых кислот. Строение и состав этих полимеров в общем виде нам известны, но наиболее важные вопросы до сих пор ускользают от нашего понимания. До настоящего времени нам неизвестно (за исключением единственного случая с инсулином) расположение структурных единиц — аминокислот и нуклеозидов. Еще меньше мы знаем о том, как действует на них излучение и каким образом инициированные излучение.м ре акции вызывают в организме явление лучевой болезни, стимулируют разрушение тканей и их рост (может иметь место и то и другое) и мутации генов. Непонятным и весьма важным является вопрос о том, как малые дозы облучения, недостаточные для того, чтобы вызвать заметные эффекты в большинстве полимеров in vitro, могут создавать в клетке или в организме в целом большие изменения, приводящие к их гибели. Эти вопросы приобрели большое значение уже с момента открытия в 1895 г. рентгеновских лучей и в 1896 г. радиоактивности (Веккерель) [c.8]

Нуклеиновые кислоты вместе с белками в очень тесной, неразрывной связи с ними являются носителями Жизни, входят в состав всех живых клеток. Вперэые они выделены из клеточных ядер в 1869 г. В настоящее время изучены их состав, строение и функции. Существую два вида нуклеиновых кислот — рибонуклеиновые кислоты (РНК) и дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК), отличающиеся друг от друга строением углевода рибозы. В состав обоих кислот входят азотистые основания (урацил, тимин, гуанин, цитозин и аденин, производные пиримидина и пурина, связанные ковалентной связью с полуацетальный гидроксилом в положении 2 циклической формы углевода — рибозы (РНК) или 4-дезоксирибозы (ДНК). При этом пара азотистое основание + углевод образует так называемые нуклеозиды [c.728]

Биологические макромолекулы — белки и нуклеиновые кислоты — очень сложны. Их свойства в живых системах определяются всеми особенностями строения, в частности, тем, что эти макромолекулы являются информационными, они представляют собой тексты . Важно установить, что в поведении биополимеров связано с самим фактом их цепочечного строения, независимо от мнкретных атомных групп, входящих в состав макромолекулы. Простые неипформационные цепи синтетических полимеров служат моделями для исследования этой проблемы. [c.59]

В отличие от химии белков и нуклеиновых кислот, где определение первичной структуры сводится к установлению последовательности аминокислот или нуклеиновых оснований в линейной цепи биополимера, в случае углеводных биополимеров задача существенно усложняется. Для выяснения строения олигосахарида необходимо определить его моносахаридный состав, последовательность моносахаридных остатков и места разветвления олигосаха-ридной цепи, места присоединения моносахаридных остатков друг к другу, размеры циклов моносахаридных звеньев, конфигурацию гликозидных связей. [c.463]

Эти равновесия особенно важны для производных пиримидина и пурина, так как эти гетероциклы входят в состав нуклеиновых кислот (см. гл. 7). Если один из таутомеров преобладает в растворе, его строение можно установить сравнением ИК-, УФ- н ЯМР-спектров со спектрами подходящих алкилированных производных. Например, УФ-спектр пиридона-2 (19) очень похож на спектр 1-ме-тилпиридона-2 (20) в различных растворителях, но существенно отличается от спектра 2-метоксипиридина (21). Таким образом, можно сделать вывод, что равновесие между пиридоном-2 и 2-гидрокси-пиридином сильно сдвинуто в сторону первого (соотношение 9 1). [c.45]

Первые работы в СССР в области химии РНК и ДНК выполнены в Московском университете А. П. Белозерским, определившим нуклеотидный состав ДПК различных организмов. В лаборатории А. А. Баева в Институте молекулярной биологии АН СССР разработаны методы выделения индивидуальных т-РНК, расщепления их молекул и разделения полученных олигонуклеотидов установлено их строение. Дальнейшие ра боты но химии РНК, главным образом по онределеиию структуры РНК, модификации нуклеиновых кислот и выяснению зависимости функций РНК от структуры, проводились наряду с этим институтом также в Институте органической химии АН СССР в Новосибирске (Д. Г. Кнорре). В Институте биоорганических соединений АН СССР М. Н. Колосов с сотр. ведет исследования но изучению структуры и функций ДНК, синтезу функционально активных участков ДНК и химико-ферментативному синтезу нуклеотидов [90, с. 43]. [c.107]

Рассмотренные пуриновые и пиримидиновые основания, а также некоторые другие производные пурина и пиримидина, которые не входят в состав нуклеиновых кислот, часто содержатся в растениях в значительном количестве в свободном состоянии. Наиболее часто в свободном состоянии в растениях встречаются гипоксантин (6-оксипурин), который был выделен из семян горчицы и люпина, ксантин (2,6-диоксипурин), найденный в листьях растений, мочевая кислота (2,6,8-триоксипурин), впервые выделенная А. В. Благовещенским из семян кормовых бобов и позднее обнаруженная в других растениях, а также аллантоин (глиоксилдиуреид), очень широко распространенный в растениях. Ниже представлены схемы строения этих оснований [c.225]

N-гликoзиды — группа весьма важных веществ, которые образуются при присоединении к сахару азотистого основания. К гликозидам этого типа относятся нуклеозиды, входящие в состав нуклеиновых кислот, строение и превращение которых были рассмотрены в главе VI. [c.349]

Специфическую последовательность аминокислот в белках определяют две встречающиеся в природе нуклеиновые кислоты— дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК), — также имеющие цепочечное строение (структура и свойства этих кислот рассмотрены в гл. XVII—XIX). В клетке содержится набор различных молекул нуклеиновых кислот. ДНК представляет собой генетический материал и находится главным образом в хромосомах последовательность входящих в ее состав оснований служит генетическим кодом клетки. Две различные молекулы ДНК можно сравнить с двумя книгами, которые внешне совершенно одинаковы, но тем не менее одна из них повествует, скажем, о слонах, а другая — о муравьях. Если учесть, какое множество признаков должно быть закодировано в ДНК, то станет ясным, почему в клетке может существовать много разных видов ДНК. В клетке имеется также несколько различных видов РНК. Последняя содержится преимущественно в цитоплазме — там, где происходит процесс синтеза белка. Вопрос о том, какую роль играют разные виды РНК в синтезе белка, рассмотрен в разд. 4 гл. XX. [c.20]

Хотя нуклеопротеиды являются одной из наиболее важных групп сложных белков, они пока еще сравнительно мало изучены. Большое биологическое значение нуклеопротеидов подтверждается тем, что они присутствуют во всех клетках организма, а также входят в состав вирусов и бактерий [246]. Нуклеопротеиды состоят из белка и простетической группы — нуклеиновой кислоты. Поскольку многие авторы рассматривают нуклеиновые кислоты как шаблон или матрицу, служащую для синтеза белка in vivo, необходимо подробнее ознакомиться со строением этих соединений. [c.258]

В зависимости от строения пентозы, входящей в состав нуклеиновых кислот, эти последние делятся на два типа рибонуклеиновые кислоты (РНК) и дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК). Пока нет никаких данных о существовании нуклеиновых кислот, которые содержали бы одновременно два типа пентозы [256]. Рибонуклеиновая кислота идентична дрожжевой нуклеиновой кислоте старых авторов, а дезоксирибонуклеиновая кислота — тимонуклеиновой кислоте , выделенной из зобной железы. Старые обозначения оказались непригодными, так как выяснилось, что дрожжи содержат также и небольщие количества дезоксирибонуклеиновой кислоты. Отношение РНК/ДНК в дрожжах колеблется от 30 до 50 [265]. Ядра животных и растительных клеток содержат главным образом ДНК, цитоплазма же этих клеток — РНК [266, 267] (см. гл. XVII). [c.260]