Нуклеиновые кислоты, их структура. Функциональные группы нуклеиновых кислот

Нуклеиновые кислоты – это высокомолекулярные полимерные органические соединения, в состав которых входят основания пуриновой (аденин, гуанин) и пиримидиновой группы (цитозин, урацил, тимин), сахар (рибоза или дизоксирибоза) и фосфорная кислота. К нуклеиновым кислотам относятся рибонуклеиновая кислота (РНК), которая состоит из рибозы, оснований (аденина, гуанина, цитозина, урацила) и фосфорной кислоты (молекулярная масса 1-2 млн), и дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), состоящая из дезоксирибозы, оснований (тимина, аденина, гуанина, цитозина) и фосфорной кислоты (молекулярная масса 4 – 8 млн). ДНК сосредоточена главным образом в ядре клетки, а РНК – в цитоплазме преимущественно в рибосомах.

 Много нуклеиновых кислот содержится в молодых, интенсивно растущих тканях и органах (зародыши семян, пыльца, глазки клубней картофеля, кончики корней). В молодых листьях и конусах нарастания побегов нуклеиновых кислот значительно больше, чем в старых листьях и стеблях. Обычно в листьях и стеблях большинства растений нуклеиновые кислоты составляют 0,1-1% массы сухого вещества.

ДНК – высокомолекулярный полимер, состоящий из четырех нуклеотидов. Нуклеотиды ДНК включают пуриновые (аденин, гуанин) и пиримидиновые (цитозин, тимин) азотистые основания, сахар – дезоксирибозу и остатки фосфорной кислоты. Молекула ДНК представляет собой двойную спираль закрученных полимерных цепей, в каждой из которых нуклеотиды ковалентно связаны через остаток фосфорной кислоты с сахаром (десоксирибоза). Между собой две полинуклеотидные цепи взаимодействуют водородными связями, возникающими междуповернытыми внутрь спирали пуриновыми (аденин, гуанин) и пиримидиновыми (цитозин, тимин) основаниями.

При взаимодействии азотистых оснований аденин всегда взаимодействует с тимином, а гуанин с цитозином. Таким образом, возможны четыре варианта пар оснований: А-Т, Т-А, Г-У, У-Г. это явление называется комплементарностью и лежит в основе воспроизводства самой ДНК, синтеза, РНК и синтеза белков в клетке.

Молекула ДНК удваивается путем репликации каждой из двух ее цепей. Поэтому каждая двойная спираль молекулы ДНК состоит из «старой» и «новой» полинуклеотидных цепей.

Все РНК также построены из нуклеотидов четырех оснований: аденина и гуанина, цитозина и урацила.

Урацил заменяет в РНК тимин ДНК. В качестве пентозы используется рибоза. Размеры РНК разнообразны. Матричная РНК имеет от нескольких тысяч до десятков тысяч нуклеотидов и составляет до 3% суммарной РНК клетки.