Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.11: Нуклеїнові кислоти - ДНК і РНК

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    4146

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання
    • Опишіть будову нуклеїнових кислот і типи молекул, які їх містять

    Види нуклеїнових кислот

    Два основних типи нуклеїнових кислот - дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) і рибонуклеїнова кислота (РНК). ДНК - генетичний матеріал, знайдений у всіх живих організмах, починаючи від одноклітинних бактерій і закінчуючи багатоклітинними ссавцями. Він міститься в ядрі еукаріотів і в хлоропластах і мітохондріях. У прокаріотів ДНК не укладена в мембранозну оболонку, а досить вільно плаває всередині цитоплазми.

    Весь генетичний вміст клітини відомий як її геном, а вивчення геномів - геноміка. У клітині еукаріот, але не в прокаріотів, ДНК утворює комплекс з гістоновими білками з утворенням хроматину - речовини еукаріотичних хромосом. Хромосома може містити десятки тисяч генів. Багато генів містять інформацію, щоб зробити білкові продукти; інші гени код для продуктів РНК. ДНК контролює всю клітинну діяльність, повертаючи гени «увімкнено» або «вимкнено».

    Інший тип нуклеїнової кислоти, РНК, в основному бере участь в синтезі білка. У еукаріотів молекули ДНК ніколи не залишають ядра, а замість цього використовують посередника для зв'язку з рештою клітини. Цим посередником є месенджер РНК (мРНК). Інші типи РНК - як рРНК, тРНК та мікроРНК - беруть участь у синтезі білка та його регуляції.

    нуклеотиди

    ДНК та РНК складаються з мономерів, відомих як нуклеотиди. Нуклеотиди поєднуються між собою, утворюючи полінуклеотид: ДНК або РНК. Кожен нуклеотид складається з трьох компонентів:

    1. азотиста основа
    2. пентоза (п'ятивуглецевий) цукор
    3. фосфатна група

    Кожна азотиста основа в нуклеотиді прикріплена до молекули цукру, яка приєднується до однієї або декількох фосфатних груп.

    зображення
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): ДНК та РНК: Нуклеотид складається з трьох компонентів: азотистої основи, пентозного цукру та однієї або декількох фосфатних груп. Залишки вуглецю в пентозі пронумеровані від 1 ′ до 5′ (просте відрізняє ці залишки від тих, що знаходяться в основі, які нумеруються без використання простих позначень). Основа прикріплена до 1′ положення рибози, а фосфат прикріплений до положення 5 ′. Коли утворюється полінуклеотид, 5′ фосфат вхідного нуклеотиду приєднується до 3′ гідроксильної групи в кінці зростаючого ланцюга. Два типи пентози знаходяться в нуклеотидах, дезоксирибоза (міститься в ДНК) і рибоза (міститься в РНК). Дезоксирибоза за структурою схожа на рибозу, але вона має H замість OH в положенні 2 ′. Підстави можна розділити на дві категорії: пурини і піримідини. Пурини мають подвійну кільцеву структуру, а піримідини - єдине кільце.

    азотиста основа

    Азотисті основи є органічними молекулами і названі так, тому що вони містять вуглець і азот. Вони є основами, оскільки містять аміногрупу, яка має потенціал зв'язування додаткового водню і, таким чином, зменшення концентрації іонів водню в навколишньому середовищі, роблячи його більш основним. Кожен нуклеотид в ДНК містить одну з чотирьох можливих азотистих підстав: аденін (А), гуанін (G), цитозин (С) і тимін (Т).

    Аденін і гуанін класифікуються як пурини. Первинна структура пурину складається з двох вуглецево-азотних кілець. Цитозин, тимін та урацил класифікуються як піримідини, які мають єдине вуглецево-азотне кільце як основну структуру. Кожне з цих основних вуглецево-азотних кілець має різні функціональні групи, прикріплені до нього. У стенографії молекулярної біології азотисті основи просто відомі своїми символами A, T, G, C і U. ДНК містить A, T, G і C, тоді як РНК містить A, U, G і C.

    П'ять-вуглецевий цукор

    Цукор пентози в ДНК є дезоксирибозою, а в РНК - рибозою. Відмінність цукрів полягає в наявності гідроксильної групи на другому вуглеці рибози і водню на другому вуглеці дезоксирибози. Атоми вуглецю молекули цукру нумеруються як 1 ′, 2 ′, 3 ′, 4 ′ і 5′ (1′ читається як «один простий»).

    Фосфатна група

    Фосфатний залишок приєднується до гідроксильної групи 5′ вуглецю одного цукру та гідроксильної групи вуглецю 3 ′ цукру наступного нуклеотиду, який утворює зв'язок фосфодіефіру 5′3 ′. Зв'язка фосфодіефіру не утворюється простою реакцією зневоднення, як інші зв'язки, що з'єднують мономери в макромолекулах: його утворення передбачає видалення двох фосфатних груп. Полінуклеотид може мати тисячі таких зв'язків фосфодіефіру.

    Ключові моменти

    • Два основних типи нуклеїнових кислот - ДНК і РНК.
    • І ДНК, і РНК виготовляються з нуклеотидів, кожен з яких містить п'ятивуглецевий цукровий кістяк, фосфатну групу та азотну основу.
    • ДНК забезпечує код діяльності клітини, тоді як РНК перетворює цей код в білки для виконання клітинних функцій.
    • Послідовність азотних основ (A, T, C, G) в ДНК - це те, що формує риси організму.
    • Основи азоту A і T (або U в РНК) завжди йдуть разом, і C і G завжди йдуть разом, утворюючи зв'язок фосфодіефіру 5′-3′, знайдений в молекулах нуклеїнової кислоти.

    Ключові умови

    • нуклеотид: мономер, що містить молекули ДНК або РНК; складається з азотистої гетероциклічної основи, яка може бути пурином або піримідином, п'ятивуглецевим пентозним цукром та фосфатною групою
    • геном: повна генетична інформація клітини, упакована у вигляді дволанцюгової молекули ДНК
    • мономер: відносно невелика молекула, яка може бути ковалентно зв'язана з іншими мономерами, утворюючи полімер.