Строение нуклеотидов и полинуклеотидов

Нуклеопротеины – это сложные белки, состоящие из простых белков (протаминов или гистонов) и простетической группы (нуклеиновых кислот). Нуклеиновые кислоты - это полимеры (полинуклеотиды), мономерами которых являются мононуклеотиды. Под первичной структурой нуклеиновых кислот понимают порядок расположения мононуклеотидов в полинуклеотидной цепи: пентоза одного нуклеотида соединена ковалентно при помощи фосфорной кислоты с 5'-гидроксидной группой пентозы другого мононуклеотида. В полинуклеотиде всегда с одного конца остается свободная фосфорная кислота, прикрепленная к 5'-гидроксиду рибозы, а с другого - свободная ОН-группа рибозы в положении 3'. Таким образом, остов нуклеиновых кислот состоит из многих монотонно чередующихся остатков фосфорной кислоты и пентозных групп. Азотистые основания, как боковые группы, присоединены к остову на равных расстояниях друг от друга. В зависимости от углевода, который входит в цепь (рибоза или дезоксирибоза), различают: РНК или ДНК. В соответствии с этим, в природе обнаруживают два типа нуклеопротеинов: рибонуклеопротеины (РНП) и дезоксирибонуклеопротеины (ДНП). Они отличаются друг от друга по составу, размерам, физико-химическим и биологическим свойствам.

Дезоксирибонуклеопротеины (ДНП). Простетическая группа этих сложных белков представлены ДНК. Основная функция ДНК — это хранение генетической информации и участие в передаче этой информации дочерней ДНК при делении клетки, или РНК в процессе синтеза белка. Вторичная структура ДНК (модель Уотсона – Крика) – это двойная правозакрученная спираль ДНК, где цепи антипараллельны (5'→ 3' и 3'→ 5'), внешняя сторона спирали – фосфорная кислота, связанная с дезоксирибозой, а внутренние компоненты спирали – азотистые основания, расположенные комплементарно (А :: Т, Г ::: Ц). Третичная структура ДНК – укладка двойной спирали ДНК в виде суперспирали.

Рибонуклеопротеины (РНП). Простетическая группа – РНК. Основная функция РНК – передача генетической информации и участие в процессах биосинтеза белка. Различают 3 главных вида РНК: матричную (м-РНК), рибосомальную (р-РНК), транспортную (т-РНК). Любая из этих РНК, в отличие от ДНК, представляет собой одноцепочечный полирибонуклеотид со специфической последовательностью мононуклеотидов в цепи. Вторичные и третичные структуры их нерегулярны.

м–РНК появляется после списывания информации с ДНК и служит матрицей, на которой строится аминокислотная последова­тель­ность белков. Она кодирует одну или несколько полипептидных цепей (ППЦ). Кодовым элементом м-РНК является триплет нуклеотидов (кодон). Каждый кодон ответственен за присоединение к полипентидной цепи только одной определенной аминокислоты при построении молекулы белка.

р–РНК служиткаркасом будущей рибосомы – малой (40S) и большой (60S) субъединиц. Биологическая роль рибосомы - участие в процессах сборки молекулы белка.

т–РНК имеет вторичную структуру, напоминающую «клеверный листок» и функционально важные участки: акцепторный участок (ЦЦА), антикодон (триплет), псевдоуридиловую петлю – место связывания с рибосомой (TyC – петля), дигидроуридиловую петлю – место прикрепления фермента аа–т–РНК–синтетазы, ответственной за присоединение определенной аминокислоты к данной т–РНК (D –петля). Каждой из 20 аминокислот соответствует одна или несколько т-РНК, но одна т–РНК транспортирует только одну определенную аминокислоту. Биологические функции т-РНК: активирование аминокислот, транспорт аминокислот к рибосоме, определение места аминокислоты в полипептидной цепи.

Свободные нуклеотиды: АТФ, АДФ, АМФ, ГТФ, ГДФ, ГМФ и т.д. Они являются макроэргами, входят в состав динуклеотид-коферментов (НАД, НАДФ, ФАД), образуют циклические мононуклеотиды (цАМФ, цГМФ - вторичные мессенджеры).