Нуклеиновые кислоты: общие сведения
Нуклеиновые кислоты - природные высокомолекулярные органические соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной (генетической) информации в живых организмах. Впервые они были описаны в 1869 г. швейцарским биохимиком Фридрихом Мишером (1844-1895). Из остатков клеток, содержащихся в гное, он выделил вещество, в состав которого входят азот и фосфор. Ученый назвал это вещество нуклеином (лат. nucleus - ядро), полагая, что оно содержится лишь в ядре клетки. Позднее небелковая часть этого вещества была названа нуклеиновой кислотой. В природе существуют нуклеиновые кислоты двух типов, различающиеся по составу, строению и функциям. Одна из них содержит углеводный компонент дезоксирибозу и названа дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК) . Другая содержит рибозу и названа рибонуклеиновой кислотой (РНК) . Нуклеиновые кислоты - это важнейшие биополимеры, определяющие основные свойства живого. ДНК - это полимерная молекула, обладающая огромной молекулярной массой. Определение размеров молекулы ДНК стало возможным только после широкого распространения методов электронной микроскопии в послевоенные годы. Протяженность молекулы ДНК составляет много тысяч нанометров. При полном гидролизе они расщепляются до пуриновых и пиримидиновых оснований, дезоксирибозы и фосфорной кислоты. Пуриновые основания - производные пурина. Из них в состав нуклеиновых кислот входят аденин и гуанин: рис. СХЕМА стр.39 Пиримидиновые основания, содержащиеся в нуклеиновых кислотах, цитозин и тимин в ДНК, а урацил в РНК - это производные пиримидина рис. СХЕМА стр.39 Тимин отличается от урацила наличием метильной группы (-СНз), которая отсутствует в урациле. Пуриновые и пиримидиновые основания называют азотистыми основаниями При щадящем гидролизе нуклеиновых кислот получались соединения, дезоксирибоза которых была связана с пуриновым или пиримидиновым основанием посредством атома азота. Подобные соединения получили название нуклеозидов. Нуклеозиды, соединяясь с одной молекулой фосфорной кислоты, образуют более сложные вещества - нуклеотиды. Именно они являются мономерами нуклеиновых кислот ДНК и РНК. Ниже приведены примеры строения нуклеозида и нуклеотида рис СХЕМА стр.40 Итак, нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара и остатка фосфорной кислоты. Нуклеотидный состав ДНК впервые (в 1905 г.) количественно проанализировал американский биохимик Эдвин Чаргафф . К1951г. стало ясно, что четыре основания присутствуют в ДНК. Кроме того, Э. Чаргафф обнаружил, что у всех изученных им видов количество пуринового основания аденина (А) равно количеству пиримидинового основания тимина (Т), т. е. А = Т. Сходным образом количество второго пурина - гуанина (Г) всегда равно количеству второго пиримидина - цитозина (Ц), т. е. Г = Ц. Таким образом, число пуриновых оснований в ДНК всегда равно числу пиримидиновых, количество аденина равно количеству тимина, а гуанина - количеству цитозина. Такая закономерность получила название правил Чаргаффа . Это свидетельствовало о каких-то строгих закономерностях в строении молекулы ДНК.
