Нуклеиновые кислоты

Во всех живых организма присутствуют биополимеры, которые хранят и передают наследственную информацию, а также выполняют ряд других биохимических функций. Такие биополимеры называются нуклеиновыми кислотами.

Нуклеотид

Чтобы понять, что такое нуклеиновая кислота, следует рассмотреть строение мономерного звена. Полимерная молекула нуклеиновой кислоты называется полинуклеотидом и состоит из нуклеотидов.
Эти органические соединения образованы:

  • азотистым основанием;
  • остатком фосфорной кислоты;
  • пятиуглеродным сахаром.

Рис. 1. Строение нуклеотида.

Нуклеотиды образуют не только нуклеиновые кислоты, но и являются основой молекул АТФ (аденозинтрифосфата), АДФ (аденозиндифосфата), АМФ (аденозинмонофосфата). Азотистое основание с остатком фосфорной кислоты связывает сахар посредством связей C-N и C-O-P соответственно.
Азотистые основания могут быть двух видов:

  • пурины;
  • пиримидины.

К пуринам относятся аденин и гуанин. Они отличаются наличием двух колец. К пиримидинам относятся тимин, цитозин, урацил. Сахар, связываясь с одним из видов азотистого основания, образует нуклеозид, название которого соответствует названию азотистого основания (аденозин, гуанозин, тимидин, цитидин, уридин).

Пурины и пиримидины

Рис. 2. Пурины и пиримидины.

Нуклеозид, соединяясь с остатком фосфорной кислоты (РО4), образует нуклеотид. Несколько линейно соединённых нуклеотидов с помощью связи C-O-P образуют цепочку нуклеиновой кислоты.

Нуклеиновые кислоты располагаются в ядре эукариот и в цитоплазме прокариот.

РНК и ДНК

В зависимости от нахождения в нуклеиновой кислоте рибозы или дезоксирибозы выделяют два типа нуклеиновых кислот:

  • дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК);
  • рибонуклеиновую кислоту (РНК).

Каждый тип имеет особое строение и выполняет определённые функции. Отличия ДНК и РНК приведены в таблице.

Признак

РНК

ДНК

Форма и структура

Линейная цепочка

Две спиралевидные цепочки, соединённые водородными связями между азотистыми основаниями нуклеотидов

Сахар

Рибоза

Дезоксирибоза

Азотистые основания

Аденин, гуанин, цитозин, урацил

Аденин, гуанин, цитозин, тимин

Размер

Несколько тысяч нуклеотидов

Несколько миллионов нуклеотидов

ДНК и РНК

Рис. 3. ДНК и РНК.

Водородные связи между цепочками ДНК образуются согласно принципу комплементарности (соответствия). При образовании новой цепи пурины взаимодействуют только с пиримидинами.
В результате образуются пары:

  • Аденин – Тимин;
  • Гуанин – Цитозин.

В цепочке РНК аденину соответствует урацил. Водородные связи образуются между нуклеотидами одной цепи, поэтому молекула РНК может иметь разнообразные формы.

ДНК является самой длинной молекулой. Её размер в зависимости от вида организма может достигать 90 м в вытянутом виде.

Значение

Согласно определению нуклеиновые кислоты выполняют три главные функции:

  • хранение;
  • передача;
  • реализация.

У большинства организмов роль хранения генетической информации выполняет ДНК. В участках нуклеиновой кислоты, называемых генами, содержится информация, которая передаётся от родителя потомству. При реализации генетической информации происходит синтез белков, которые кодируют гены. Синтез осуществляет РНК.

В соответствии с выполняемыми функциями различают три вида РНК:

  • информационную или матричную (иРНК или мРНК) – переписывает и переносит наследственную информацию из ядра в цитоплазму;
  • рибосомальную (рРНК) – осуществляет трансляцию (процесс синтеза белка из аминокислот), считывая информацию с мРНК;
  • транспортную (тРНК) – доставляет аминокислоты в процессе трансляции к рибосомам.

Виды отличаются между собой размером. Самая большая цепочка РНК – иРНК, самая короткая – тРНК (всего 75 нуклеотидов).

Что мы узнали?

Из урока 9 класса биологии узнали о строении единицы нуклеиновых кислот – нуклеотида. Основу каждого нуклеотида составляет пятиуглеродный сахар. От его строения зависит вид кислоты. В ДНК находится дезоксирибоза, в РНК – рибоза. Наследственная информация хранится в молекулах ДНК (редко – в РНК). Реализацию этой информации осуществляют виды РНК – мРНК, тРНК, рРНК.

Тест по теме

Предметы