Биологические функции нуклеиновых кислот и нуклеотидов

Представление о строении нуклеиновых кислот нуклеозиды и нуклеотиды. Гетероциклические основания рибоза (дезоксирибоза) и фосфорная кислота как структурные единицы нуклеиновых кислот. Представление о строении РНК и ДНК. Биологические функции ДНК и РНК. Рибосомная, информационная и транспортная РНК. Связь между строением и биологическими функциями нуклеиновых кислот. Строение РНК. Двойная спираль как модель молекулы ДНК. Роль водородных связей аденин — тимин и гуанин — цитозин в образовании двойной спирали. Правило Чаргаффа. Проблема передачи наследственной информации. Вещество, энергия и информация — необходимые компоненты при синтезе белка. Генетический код как троичный, неперекрывающийся, вырожденный код. [c.189]

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ И НУКЛЕОТИДОВ [c.285]

С признанием по крайней мере некоторых биологических функций рибонуклеиновых кислот возникло представление о том, что порядок расположения различных нуклеотидных звеньев имеет особое значение, как и в случае белков и полипептидов. Экспериментальное определение этой последовательности представляет собой главную проблему сегодняшнего дня пока же наибольший фрагмент из природной рибонуклеиновой кислоты, структура которого установлена с определенностью, имеет длину меньше десяти нуклеотидов . Вследствие относительно небольшого числа разновидностей мономеров, участвующих в образовании молекулы нуклеиновой кислоты, методы, включающие частичную деградацию рибонуклеиновых кислот до малых полинуклеотидов с последующим разделением, анализом последовательности и реконструкцией исходной цепи посредством специфического наложения, подвержены довольно строгим ограничениям. Присутствие в нуклеиновой кислоте небольших количеств минорных нуклеотидов и щелочеустойчивых межнуклеотидных связей должно до некоторой степени содействовать этому при таком подходе. Ступенчатая деградация самой рибонуклеиновой кислоты, может быть, и осуществима, если говорить о нуклеиновой кислоте, содержащей 50—100 нуклеотидов но анализ последовательности немногих известных гомогенных препаратов [c.386]

Химическая обзорная литература по нуклеиновым кислотам посвящена почти исключительно синтезу, в особенности синтетической химии мономеров (нуклеозидов и нуклеотидов), и в меньшей степени синтезу полинуклеотидов. Между тем имеется еще один важнейший аспект химии нуклеиновых кислот, который находится пока еще в процессе становления. Речь идет об изучении реакционной способности макромолекул нуклеиновых кислот и их компонентов, что важно как для выяснения вопросов, касающихся строения этих важнейших биополимеров, так и для правильного понимания их биологических функций. В последние годы подобные исследования начали очень быстро расширяться. Однако до сих пор данная сторона химии нуклеиновых кислот, по существу, не нашла должного отражения в обзорной литературе, за исключением нескольких обзоров по более или менее частным вопросам. [c.10]

Биологическое действие. Оротовая кислота (витамин В з) используется для синтеза нуклеотидов и нуклеиновых кислот, что связано с усилением синтеза белка и процессами роста. Применяется она также для увеличения мышечной массы (анаболическое действие), улучшения процессов кроветворения и восстановления организма. Оротовая кислота, особенно в сочетании с витамином B,j и фолиевой кислотой, устраняет нарушение сократительной функции сердца. [c.124]

Систематизируйте знания о функциях нуклеотидов. Для этого перенесите в тетрадь и заполните табл. 10.1. В ходе этой работы, пользуясь учебником Биологическая химия , вспомните значение нуклеотидов в трансдукции сигналов, синтез нуклеиновых кислот и белков, регуляцию дыхания, образование углеводов, сложных липидов, аминокислот и обезвреживание веществ. [c.257]

Эти два подкласса четко различаются как по строению входящих в них нуклеотидов, так и по их биологической функции. Нуклеиновые кислоты (обычно сокращенно обозначаемые НК) являются полимерными соединениями с кочень высоким молекулярным весом, достигающим 6 500 000—13 000 000. В зависимости ст того, содержат ли они в своем составе в качестве углеводного комионеита рибозу плп дезоксирибозу, онп называются рибонуклеиновыми кислотами (РНК) или дезоксирибонуклеиновыми кислотами (ДНК). Необходимость такого раздсотеиия диктуется не только различиями в химическом поведении РР1К и ДНК, но и различием их биологических функции. Н клениовые кислоты в комплексах с белками, известных под общи.м названием нуклеопротеидов, играют ключевую роль в процессах жизнедеятельности самых различных организмов. ДНК являются тем первичным химическим материалом, который лежит в основе сложного и далеко еще полностью не выясненного процесса передачи наследственных признаков при делении клетки, а следовательно, и всех процессов, связанных с размножением. Хотя о механизме такой передачи, механизме в чисто химическом смысле этого слова, еще мало что известно, однако решающая роль ДНК в процессе передачи биологического кода не вызывает никакого сомнения и может считаться в настоящее время экспериментально установленным фактом. [c.174]

Последние годы ознаменовались огромными успехами в изучении строения и функций важнейших биологически активных полимеров. Благодаря развитию новых методов разделения н очистки веществ (различные методы хроматографии, электрофореза, фракционирования с использованием молекулярных сит) и дальнейшему развитию методов рентгеноструктурного анализа и других физико-химических методов исследования органических соединений стало возможным определение строения сложнейших природных высокомолекулярных соединений. Изучено строение ряда белков (работы Фишера, Сейджера, Стейна и Мура). Установлен принцип строения нуклеиновых кислот (работы Левина, Тодда, Чаргаффа, Дотти, Уотсона, Крика, Белозерского) и экспериментально доказана их определяющая роль в синтезе белка и передаче наследственных признаков организма. Определена последовательность нуклеотидов для нескольких рибонуклеиновых кислот. Широкое развитие получили работы по изучению строения смешанных биополимеров, содержащих одновременно полисахаридную и белковую или липидную части и выполняющих очень ответственные функции в организме. [c.53]

Несмотря на принципиальную разницу в строении нуклеиновых кислот и нуклеотидных коферментов, из которых одни являются полимерами, а другие к полимерам пе относятся, а также, несмотря на различие в их биологических функциях, оба эти подкласса нуклеотидов целесообразно рассматривать сообща. Это связано с тем, что в основе их химического строения лежат соединения одного и того же типа, которые обычно 1азывают мононуклеотидами. Мононуклеотиды—соединения, в которых на одно пиримидиновое или нуриновое ядро приходится один остаток моносахарида и один остаток фосфорной кислоты. Мононуклеотиды являются мономерами, и.з которых в результате поликонденсации образуются НК, Вместе с те.м мононуклеотиды являются обязательной частью молекулы нуклеотидных коферментов, что и определяет принадлежность коферментов этого типа к классу нуклеотидов, [c.175]

Нуклеопротеиды и нуклеотиды играют большую биологическую роль. Они не только являются структурными элементами клетки, ее ядра и протоплазмы, но и выполняют важнейшие, специфические функции в живом организме. Деление клеток, биосинтез белков (стр. 344), передача наследственных свойств и многообразные коферментные функции (стр. 130) тесно связаны с пуклеопротеидами, нуклеиновыми кислотами и нуклеотидами. [c.53]

Определения молекулярного веса рибонуклеиновых кислот часто приводили к противоречивым результатам, отчасти из-за того, что размер молекулы сильно зависит от предварительной обработки. Последнее может приводить не только к низким значениям молекулярного веса (в результате ферментативного или химического разрыва ковалентных связей), но также к обманчиво высокому молекулярному весу (в результате агрегации отдельных линейных цепей). Помимо изменения нуклеиновых кислот, связанного с экстракцией, внутри живой клетки, несомненно, наблюдаются значительные вариации длины цепей рибонуклеиновых кислот с различными биологическими функциями непосредственная экстракция дает поэтому сложную смесь. Молекулярный вес рибонуклеиновых кислот колеблется приблизительно от 15000 (соответствующего примерно 50 нуклеотидам) до 2,1 10 . Последнее значение отмечено для свежевыделенной рибонуклеиновой кислоты из вируса табачной мозаики и соответствует длине цепи приблизительно в 6000 нуклеотидов, так как нуклеиновая кислота существует, по-видимому, в виде одиночной свернутой цепи [106]. Большинство коммерческих препаратов рибопуклеиновой кислоты из дрожжей после очистки имеют среднюю длину цепи примерно 6 или 7 нуклеотидов. [c.379]

Молекулы, образующие живую материю, достаточно просты по строению, но, несмотря на это, они способны выполнять уникальные функции, причем молекулы одного вида выполняют не одну, а несколько биологических функций. Например, аминокислоты служат не только структурными единицами белков, но и являются предшественниками многих гормонов, нейромедиаторов, алкалоидов и других биосоединений. Нуклеотиды, составляющие нуклеиновые кислоты, выполняют роль коферментов — переносчиков энергии. Интересно отметить, что незначительные различия в химической структуре биомолекул приводят к колоссальной разнице в их биохимических функциях. Так, эстрадиол (один из основных женских половых гормонов) отличается от тестостерона (мужского полового гормона) всего лишь отсутствием у первого одной метильной группы и нескольких атомов водорода. Таким образом, биологическое отличие женщин от мужчин создают метил и атомы водорода ( ). Это яркий пример мощнейшего воздействия химического строения биомолекул на жизненные функции биологических видов. Множество таких примеров можно найти на страницах данного пособия. [c.538]

В гл. V и VI мы рассматривали факты, свидетельствующие о том, что специфические свойства и функции любого белка определяются не только относительным числом и последовательностью аминокислотных остатков, но также трехмерной структурой белка в целом. Кроме того, в настоящее время известно, что сама третичная структура есть функция первичной структуры, т. е. последовательности аминокислот, и упаковка белковых цепей не определяется непосредственно генетическими факторами. Далее, даже если первичная ассоциация нуклеотидов была небеспорядочной, все же, но-видимому, нет оснований считать, что полипептиды, синтезировавшиеся под контролем абиогенных полинуклеотидов, непременно должны были обладать биологически значимыми функциями. С другой стороны, ясно, что как окружающая среда, так и сами взаимодействующие элементы в силу присущих им свойств могут накладывать ограничения на процесс синтеза полипептидов (за счет взаимодействий между объединяющимися мономерами и за счет пространственных взаимодействий со средой). Если предполагаемая модель биогенеза, базирующаяся иа белках, верна, то у нас имеется готовое объяснение для механизма появления полинуклеотидов, содержащих информацию, которая имеет отношение только к биологически выгодным полипептидам. В противном случае, вероятнее всего, появлялись бы многочисленные бессмысленные полипептиды и перед нами встала бы проблема малоэффективной системы проб и ошибок. Итак, образовавшиеся прн добиологическом синтезе полипептидов последовательности могли быть результатом прямого взаимодействия мономеров и взаимодействия между окружающей средой и полимерсинтезирующей системой. Если была необходимость в наличии нуклеиновых кислот, то из этого непосредственным образом не следует, что кодируемая ими последовательность амино- [c.327]