Химический состав и строение нуклеиновых кислот

Химический состав и строение нуклеиновых кислот [c.100]

Во-первых, биохимики выяснили состав и строение основных химических компонентов организмов. Например, открытие нуклеиновых кислот произвело настоящий переворот в представлениях о сущности жизни, о наследственной организации растений, животных и человека. В результате проведенных в течение последних 100 лет исследований были выяснены особенности строения молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), которая играет роль главного носителя наследственной информации в живых организмах. [c.18]

Нуклеиновые кислоты подразделяются на два химических типа в зависимости от строения углеводного компонента кислоты, в состав которых входит рибоза, относятся к рибонуклеиновым кислотам и обозначаются символом РНК, а содержащие дезоксирибозу — к дезо- [c.530]

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]

Входящие в состав нуклеиновых кислот азотистые основания по химическому строению являются либо производными пурина — пуриновые основания, либо пиримидина — пиримидиновые основания. Напомним, что молекула пурина представляет собой два сконденсированных кольца пиримидина и имидазола. В зависимости от распространенности оснований в нуклеиновых кислотах вьщеляют главные и редкие (или минорные) пуриновые и пиримидиновые основания. К главным пуриновым основаниям относятся аденин (А) и гуанин (Г), а к главным пиримидиновым — цитозин (Ц), урацил (У) и тимин (Т). Главные азотистые основания имеют следующее химическое строение [c.266]

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]

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]

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]

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]

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

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]

Поскольку микросомы так малы, что их с трудом можно рассмотреть даже в электронный микроскоп, строение нх изучено плохо. По всей вероятности, оии представляют собой пузырек, окруженный мембраной и утыканный очень. маленькими частичками величиной 100—150 ангстрем, состоящими из нуклеиновой кислоты и белка. Химический состав микросом сравнительно прост. Они содержат жироподобные венгества, белки н рибонуклеиновую кислоту (РНК). [c.160]

Приведем несколько примеров. Доказано, что у всех населяющих Землю форм живых существ в создании белковой молекулы участвуют 20 аминокислот. Свойственная же отдельным органическим формам белковая специфичность определяется количественным отношением входящих в их состав аминокислот, а также порядком расположения последних в белковой молекуле. Те же закономерности установлены и в отношении нуклеиновых кислот, разнообразие и специфика которых также обусловлены в основном характером чередования нуклеотидов, причем число последних в 5 раз меньше, чем число протеиногенных аминокислот. Установлено, что организмы, принадлежащие к различным семействам, родам и видам животных, растений и микробов, используют в процессе жизнедеятельности один и тот же вид энергии — свободную, или химическую, энергию. Энергию эту они получают от общего для всех живых существ биологического горючего , роль которого выполняют особые соединения, содержащие богатые энергией фосфатные или тиоловые связи (подробнее этот вопрос освещен в главе Дыхание ). Лишь зеленые растения и небольшая группа бактерий способны наряду с этим использовать энергию кванта света, которую они запасают в форме тех же специфических макроэргических соединений. Выявлена близость, но не идентичность строения биологических мембран, ограничивающих поверхность протоплазмы и каждого из содержащихся в ней органоидов у всех представителей живого мира. Доказано, что многие органеллы протоплазмы имеют строго упорядоченную, ламеллярную (пластинчатую) структуру. [c.12]

Чтобы понять всю сложность исследований, проводимых учеными-биохимиками при изучении структурно-функциональной организации живых объектов, в качестве иллюстрации приведем лищь один пример, поясняющий строение и основы жизнедеятельности простейшей бактериальной клетки Es heri hia соН (в дальнейшем сокращенно — Е. соН). Клетка Е. соИ (рис. В.З) имеет весьма скромные размеры длина — 3, а диаметр — 1 мкм, ее масса приблизительно 6 10 г, две трети которой составляет вода. Остальное вещество клетки образовано белками, свободными аминокислотами, нуклеиновыми кислотами, жирами и углеводами. Клетка состоит из 40 млн больших и средних молекул, участвующих вместе с малыми молекулами в 2—5 тыс. типов химических процессов, многие из которых протекают в 20 — 30 стадий. В клетке содержится около 10 тыс. рибосом, на которых непрерывно синтезируется несколько тысяч типов белков, причем каждая рибосома собирает в среднем одну молекулу белка за 1 с. Сборка представляет собой многостадийную операцию, во время которой несколько сотен аминокислот сшиваются в определенном порядке за счет образования пептидных связей, и включает стадии подбора аминокислот, расстановки их по местам, удаления молекулы воды в процессе образования пептидных связей. Поэтому одновременно в клетке содержится около миллиарда аминокислот, из которых только 1 % входит в состав белков, а остальные находятся в работе. Основная информация о химической организации клетки записана в ДНК буквами такой записи являются триплеты азотистых оснований. В рассматриваемой нами клетке молекулы ДНК содержат 2—5 млн триплетов, т. е. до 15 млн оснаваний, расположенных в строго определенном порядке (для сравнения одна молекула ДНК клетки человека содержит приблизительно 3 млрд оснований). [c.28]

Органическая химия начиналась как наука, изучающая, в противоположность неорганической химии, химический состав современных организмов. Природные органические соединения — белки, углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты и другие вещества — состоят в основном из элементов С, О, Н, N и Р. Как правило, эти элементы соединены в очень большие молекулы сложного строения, которое ученые сейчас постепенно разгадывают. Но нам с вами не так уж важно строение этих молекул, надо лишь помнить, что большинство естественных органических соединений представляет собой сложные крупные молекулы. [c.73]

В состав нуклеиновых кислот входят углерод, кислород, водород, азот и фосфор. Известны две группы этих кислот рибонуклеиновая (РНК) и дезоксирибонуклеиновая (ДНК). Они отличаются химическим строением и биологическими свойствами. [c.45]

В настоящее время экспериментально доказано, что вирусы по своему химическому строению являются нуклеопротеидами, т. е. состоят главным образом из белка и нуклеиновой кислоты. Молекула нуклеиновой кислоты находится внутри вирусной частицы и окружена белковой оболочкой. Все вирусы можно разбить на две группы вирусы, содержащие РНК, и вирусы, содержащие ДНК. Все изученные вирусы растений содержат только РНК. Важные доказательства первостепенной роли РНК в синтезе белка были получены в опытах Г. Шрамма и Т. Френкель-Кон-рата, которые показали, что заболевание листьев табака вирусом мозаики вызывает РНК вируса. При этом, будучи введенной в здоровый лист табака, она воспроизводится не только сама, но и вызывает синтез белка, входящего в состав вируса табачной мозаики. Если из вируса табачной мозаики выделить РНК, подвергнуть ее химической обработке азотистой кислотой, то изменится нуклеотидный состав РНК, так как входящий в нее цитозин дезаминируется и превращается в урацил. [c.276]

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]

В химическом отношении витамин Вг представляет собой сложное ге-тдюцнклическое соединение — производное изоаллоксазина, содержащее остаток углевода рибозы, входящего также в состав нуклеиновых кислот. Его строение может быть выражено следующей структурной формулой (1) наличие в витамине Вг остатка рибозы является причиной его распространенного названия — рибофлавин. [c.64]

К ВМС относятся многие вещества, имеющие важное народнохозяйственное и биологическое значение. Сюда входят почти все синтетические волокна, пластмассы, каучуки, а также почти все материалы животного и растительного происхождения. Синтетические полимеры получаются методами полимеризации и поликонденсации. Характерной особенностью ВМС является наличие длинных цепных молекул, образованных из многих звеньев одинакового или различного химического строения с молекулярным весом от нескольких тысяч до миллионов. Молекулы могут иметь линейную форму (полиэтилен, целлюлоза), разветвленную (крахмал) или спиральную форму (белки, нуклеиновые кислоты). Вдоль цепи атомы связаны ковалентными связями, а между цепями возникают межмолекулярные силы взаимодействия типа Вандерваальсовых сил, которые действуют в обычных жидкостях. Цепи могут быть связаны поперечными химическими связями (вулканизованный каучук) и тогда полимеры имеют строение пространственной сетки. Свойства полимера зависят от длины цепи, природы атомов, входящих в состав молекулы, распределения атомов в цепи, взаимодействия молекулы с окружающей средой, с соседними молекулами полимера или с молекулами жидкости в растворе. Звенья молекулярной цепи ВМС обладают способностью к ограниченному взаимному вращению вокруг валентных связей, это приводит к гибкости цепи и возможности изменения ее конфигурации. Одну из основных групп ВМС составляют каучукоподобные вещества или эластомеры, способные к большим обратимым (высокоэластическим) деформациям. Все они содержат длинные цепные молекулы, отличающиеся высокой гибкостью. Если [c.284]

Теория Опарина предполагает, что жизнь возникла в несколько стадий. Первая стадия — это процесс образования простейших углеводородов. Вторая стадия — освобождение углеводородов в атмосферу Земли, где они реагировали с парами воды, аммиаком и другими газами. Коротковолновое УФ-излучение и электрические разряды в атмосфере инициировали протекание этих реакций. УФ-излучение разлагало воду (фотоокисление) на водород и кислород. Водород уходил в космическое пространство, тогда как кислород окислял аммиак до молекулярного азота, а углеводороды — до спиртов, альдегидов, кетонов и органических кислот. Затем эти соединения с дождями выпадали из влажной, холодной атмосферы в моря и океаны, где они накапливались, а потом благодаря процессам полимеризации и конденсации становились близкими по строению к тем химическим соединениям, которые входят в состав живых организмов. Так возникли первые биологически активные химические полимерг-ные соединения, подобные белкам и нуклеиновым кислотам. На третьей стадии образовывались так называемые коацерватные (от лат. асегиаШз — скрученный) капли, которые, достигая определенной величины, становились способными к обмену с окружающей средой. Затем в ходе эволюции эти коацерватные капли приобрели способность к самостоятельному существованию, т. е. они обособились от среды, и в них стали протекать элементарные химические превращения. На четвертой стадии у коа-церватов совершенствовался химический обмен (первоначальный метаболизм), синтезировались и упорядочивались мембраны, происходила самосборка первичных носителей информации — нуклеопротеинов. [c.531]

Историю биохимии (и органической химии) принято отсчитывать с конца XVIII в., когда впервые были выделены из организмов в чистом виде некоторые соединения — мочевина, лимонная кислота, яблочная кислота и др. В то время еще не было представлений о строении этих веществ. Длительный период развития биохимии, вплоть до середины XX в., заполнен открытием все новых веществ в живой природе, исследованием их структуры и химических превращений в организмах. Важнейшими достижениями этого периода явилось установление общего плана строения главных биополимеров — белков и нуклеиновых кислот, и раскрытие основных путей химических превращений веществ в организмах (метаболизм). В этот же период произошла дальнейшая дифференциация биохимии в ней стали выделять статическую биохимию, изучающую химический состав организмов динамическую биохимию, изучающую метаболизм функциональную биохимию, изучающую связь химических процессов с физиологическими (биологическими) функциями. [c.12]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология