nukleinsavak
Nt ?? ?? inek SAVAS Ota (polinukleotidok), nagy molekulatömegű szerves vegyületek, melyekben a nukleotid. Attól függően, hogy a szénhidrát része a nukleinsav - dezoxiribóz vagy ribóz, megkülönböztetni dezoxiribonukleinsav (DNS) és ribonukleinsavat (RNS). A nukleotid szekvenciát a nukleinsavak meghatározza azok elsődleges szerkezetét. A nukleinsavak jelen a sejtekben az élő organizmusok és lényeges funkciót tárolására és továbbítására a genetikai információ részt vesz a mechanizmusokat, amelyek úgy hajtják végre a szintézis eljárásban celluláris fehérjék. A szervezetben, azok szabad állapotban, és egy komplex fehérjékkel (nukleoproteineket).
Nt ?? ins savas ?? Ota (polinukleotidok), nagy molekulatömegű szerves vegyületek, amely tárolására és továbbítására az örökletes (genetikai) információ az élő szervezetekben, generációról generációra.
Története a felfedezés. A név eredete
1868-ban, a svájci biokémikus I. F. Miescher először izoláljuk a genny (leukociták) sejtek nevezett anyag nukleina őket (a latin „Nux.” - magbél és „in” végződő azt jelentette, hogy tartalmaz a nitrogén-szerű fehérjék, vagy fehérjék ). 1879-ben, a német vegyész Karl A. Kossel nyitott kapcsolatban nukleina sárga, amelyről kiderült, hogy a guanin, a korábban izolált perui guanó - madár ürülékét, értékes nitrogén műtrágya. Ezt követően ő allokálásra kerül timin thymus-sejtek vagy a csecsemőmirigy, a szarvasmarha (innen a név), citozin (a görög cytos -. Cell) és adenint (a görög Aden -. Iron). Orosz vegyész Leuven F. találtuk, hogy eltekintve a tetrád adenin, guanin, timin és citozin, nukleina is tartalmaz foszforsavat, és a cukor-dezoxiribóz. A „nukleinsav” javasoltak 1889-ben: nukleinsav ők nevezték, mert először fedezték fel a sejtmagokat, és a savak - jelenléte miatt a szerkezetükben a foszforsav-maradékokkal. Később kimutatták, hogy a nukleinsavak épülnek a nagy számú nukleotid (több tíz vagy több száz millió). A készítmény egyes oligonukleotid tartalmazza a nitrogéntartalmú bázis, szénhidrát (pentóz) és foszforsav.
A kémiai szerkezet. Nukleotidok és foszfát kötések
Attól függően, hogy a kémiai szerkezete a szénhidrát-összetevő a nukleinsav van osztva két típusa: dezoxiribonukleinsav és ribonukleinsavak; első tartalmaznak dezoxiribóz, és a második - ribóz. Nitrogéntartalmú bázisok származnak két típusú kapcsolatok - purinok és pirimidinek. Az okok nevezzük azért, mert rendelkeznek az alapvető (lúgos) tulajdonságok, bár gyenge. A készítmény két purin DNS - adenin (A) és guanin (G) és két pirimidin - citozin (C) és timin (T) bázisok. Részeként RNS timin helyett általában megtalálható uracil (U). A szabályok szerint a nemzetközi nómenklatúra az alap által rögzített kezdőbetűiből nevük angol, sőt az orosz irodalomban gyakran használt kezdőbetűiből nevét orosz; rendre A, G, C, T és U.
Mononukleotidok. Áll egy mononukleotid purin (adenin - A, guanin - G) és pirimidin (citozin - C, timin - T, uracil - Y) egy nitrogéntartalmú bázis, egy pentóz cukrot (ribóz vagy dezoxiribóz) és foszforsav maradék 1-3.
A név a nukleotidok által meghatározott alaptípus és pentóz, egy részük (adenilsav ribonukleotidot dezoxiriboniikieotid timidilsavvá). Számától függően a foszfát csoportot különböztetünk mono-, di- és trifoszfátokat nukleotidok, például az adenozin - AMP, guanozin-difoszfát - GDP, uridin-trifoszfát - UTP, timidin - THF stb
1. Energia. Járnak, mint energiaforrások, ahol az ATP az univerzális csatlakozó, az energiát, amely használható szinte minden sejten belüli reakciókat.
2. Szállítás. Nukleotid származékok hordozók bizonyos kémiai csoportok, pl NAD (nikotinamidadenindinukleotda) és FAD (flavin-adenin-dinukleotid) - vektorok hidrogénatom.
3. Az építési (strukturális). A legfontosabb szerepe a nukleotidok, hogy ezek mint építőkövei összeszerelhető polinukleotidok: az RNS és DNS (dezoxiribonukleinsav és ribonukleinsavak)
Polinukleotidokkal. Kétféle nukleinsavak: DNS és RNS. Nukleinsav - a polimereket, amelyeknek monomerek nukleotidok.
Nukleotidok DNS és RNS áll a következő összetevőkből:
1. Nitrogén Base (DNS: adenin, guanin, citozin és timin; RNS: adenin, guanin, citozin és uracil).
2. pentózcukorhoz (a DNS-ben - dezoxiribóz RNS - ribóz).
3. A foszforsav maradék.
DNS (dezoxiribonukleinsav) - hosszú láncú elágazás nélküli polimer áll négy típusú monomerekből - nukleotid A, T, G és C - egymással összekötve keresztül kovalens kötés maradéka foszforsav.
A DNS-molekula két spirálisan csavart láncok (kettős spirál). Így adenin képez két hidrogénkötések timinnel, a guanin - 3 miatt citozin. Ezek a párok nevezzük komplementer a nitrogén bázisok. A DNS-molekula mindig szemben helyezkedik el egymással. Lánc a DNS-molekula egymással ellentétesen vannak irányítva. A térbeli szerkezetét a DNS-molekula 1953-ben alakult AD Watson és Crick.
Kötődés fehérjék a DNS-molekula képez kromoszómán. Kromoszóma - egy sor egyetlen DNS-molekulák a fehérjékkel. DNS-molekulák eukarióta organizmusok (gombák, növények és állatok), a lineáris, nem zárt, kötött fehérjék, amely egy kromoszómán. A prokariótákban (baktériumok) zárt gyűrűs DNS nem kötődik a fehérjékhez, nem képez egy lineáris kromoszóma.
DNS funkció: tárolás, átvitelét és lejátszását számos generáció genetikai információt. DNS meghatározni, hogy melyik fehérje, és milyen mennyiségben kell szintetizált.
RNS (ribonukleinsav) a ribóz helyett, dezoxiribóz tartalmaznak, timin helyett - uracil. Az RNS rendszerint csak az egyik lánc rövidebb, mint a DNS-lánc. A kettős szálú RNS talált néhány vírusok.
1. Az információs (mátrix) RNS - mRNS-ek (vagy mRNS). Azt szakadt. Ez szolgál templátként a fehérjék szintézisét, információt hordozó szerkezetének DNS-molekulák és a riboszómák a citoplazmában.
2. A transzfer RNS - tRNS. Nyilvánít aminosavak egy fehérjemolekula szintetizált. TRNS áll 70-90 nukleotid komplementer, és a láncon belüli kölcsönhatások szerez jellegzetes szekunder szerkezete, amint a „lóhere”.
3. Riboszómális RNS - rRNS. Kombinálva riboszóma fehérjéket képez riboszóma - organellumok, ahol fehérjeszintézis történik.
A sejtfrakciót mRNS mennyisége körülbelül 5%, tRNS - körülbelül 10%, és a rRNS - mintegy 85% -a a teljes celluláris RNS-t.
RNS funkciók bioszintézisében résztvevő fehérjék.
Self-megduplázása DNS. A DNS-molekulák képesek, extrinsic audio másik molekulához - megkétszereződését a kapacitást. A folyamat a duplájára DNS-molekulák az úgynevezett replikáció. A replikációs alapul a komplementaritás elvét - a hidrogén kötések kialakulását nukleotidjai közötti A és T, G és C
Ez a folyamat DNS-polimeráz. Azok hatása alatt lánc DNS molekulákat elválasztva egy kis szegmens a molekula. A áramkör-lánc pedig elkészült leányvállalata a kiindulási molekula. Ezután összeillesztett az új szegmensben, és a replikációs ciklus ismétlődik.
Ennek eredményeként, alakított utód-DNS-molekulák, amelyek nem különböznek egymástól és a kiindulási molekula. A sejtosztódás során, a DNS-molekulák között kerülnek kiosztásra utódsejtek képződik. Mivel az információ továbbítása történik generációról generációra.
Hatása alatt a különböző környezeti tényezők (ultraibolya sugárzás, különböző vegyi anyagok) egy DNS molekula károsodhat. Folytonossági előfordulnak áramkörök, téves csere nukleotid nitrogéntartalmú bázisok, stb Továbbá, változások a DNS spontán végbemehet, például úgy, hogy rekombináció -. DNS-fragmensek megosztás. A változások a genetikai információt is telt az utódok.
Bizonyos esetekben a DNS-molekulák képesek „fix” eredő láncok változás. Ez a képesség az úgynevezett jóvátétel. A helyreállítása az eredeti DNS-szerkezet, azaz a fehérjék, amelyek felismerik a megváltoztatott DNS-részek, és távolítsa el őket a áramkört, helyreállítva ezáltal a helyes nukleotid szekvencia, varrás kinyert DNS-fragmenst a molekula többi részét.
Nukleinsavak, fehérjék, valamint fontos szerepet játszik az anyagcserében és a molekuláris szervezet az élő anyag. Ezek kötött fehérjeszintézis, sejtek növekedését és osztódását, cellaszerkezet képződésének, következésképpen, alakformáló és az öröklődés.
Nukleinsav (vö. Melléklet № 29) vannak a biológiai polimerek, amelyek monomerek nukleotidok. A nukleinsav molekulák általában nagyobb fehérje-molekulák.
Szerkezeti összetétele nukleinsavak vált ismertté, miután a legnagyobb felfedezés 1953-ban Watson és Crick.
A sejt, kétféle nukleinsavak: dezoxiribonukleinsav (DNS) és ribonukleinsavat (RNS). Mindegyik van kialakítva több ismétlés a négyféle nukleotid.
Minden nukleotid három részből áll:
négy típusú bázisok DNS nukleotid, a címe, amelyet adott nevét nukleotidok:
· Adenin bázis - található adenin (A)
· Timin bázissal - a timin (T)
· A citozin - a citozin (C)
· A guanin - a guanin (G)
Ezek nitrogéntartalmú bázisok egyedülálló tulajdonsága, hogy képesek képezni komplementer kommunikáció, vagyis a kommunikáció szigorúan megfelel egy bázis a másik. Így például az adenin bázis kapcsolatba csak timin és citozin - guanin. Kémiailag komplementer hidrogénkötések.
Az RNS-molekulák is találhatók négy típusú nitrogéntartalmú bázisok, de timin helyett uracil.
A nukleotidok kétféle öt szénatomos cukor: DNS - dezoxiribóz, RNS-ben - ribóz. Ezek a cukrok együtt foszfátok nyújt kovalens kötésekkel nukleotidok egy nukleinsav lánc.
Így, DNS és a RNS összetételében eltérő (lásd. Az alkalmazás № 30).
A DNS-t találtak dezoxiribóz jelentése timin. A RNS-timin helyett uracil. és ahelyett, dezoxiribóz ribóz bekövetkezik.
Különbségek nukleinsavak is a szerkezet a molekulák.
Mivel RNS egy egyláncú nukleotidok, a DNS kettős láncú kialakítva két polimer szál spirálisan megcsavart egymáshoz képest, hogy a jobb oldalon. Mindkét szál komplementer egymással; azaz, a másik viszont egy egyszálú timin adenin másik szál, hanem egyetlen szál guanin citozin egy másik.
Hidrogénkötések közötti komplementer nukleotidok meglehetősen gyenge, de sokszor megismételt egész hossza a DNS-molekula, ha kellően erős kapcsolat a két szál.
Spirálisan mozgassa két horony van kialakítva a makromolekula - egy kis között van elhelyezve a két polinukleotid láncok, a másik pedig egy nagy különbség a tekercsek. A távolság a bázispár DNS-molekulák tengely (app № 31 cm.) 3. 4. A. Az egyik spirál viszont illeszkedik 10 bp, illetve az egy menetének hossza egyenlő 3.4 A. Az átmérője a keresztmetszete a hélix egyenlő 20 A.
A DNS-molekulák a sejtek állandó kommunikációt specifikus fehérjék, amelyek megvédik a DNS-mutációk, valamint a biztosító annak megduplázódása és más reakciók.
DNS létezhetnek két állapot egyikében:
· A forma kromatin - vékony láthatatlan fénymikroszkóppal menet.
· A forma kromoszómák - vastag csonka, jól elkülöníthető fénymikroszkóppal formációk.
Minden kromoszóma által kialakított speciális rakodási kanyargó egyik kromatin szál.
Minden sejtek kromoszómák megvastagított szakaszainak - telomerek és vékony interception közöttük - a centroméra.
Conversion kromatin a kromoszómák történik csak időtartama alatt a sejtosztódást. Ekkor világosan látható, hogy a kromoszóma különböző részein a szerkezet: hosszú, mérete telomerek. Ezek a különböző külső szerkezet a kromoszómák, különböző és jelentősebb tulajdonságok: ők egy teljesen más gének. Az ilyen kromoszóma nélkül közös nevezett gének kromoszómák különböző fajok vagy nem homológ kromoszómák tsentromeratelomery.
Mindenféle élő szervezetek egy szigorúan meghatározott számú nem homológ kromoszómák. Például, minden emberi sejtben 23 kromoszómák nem-homológ, galamb ketrecben - 40, nyír-sejtek - 42 sejteket és orr - 8. Azonban, a sejtek az összes organizmusok kromoszómák két-szer több, mint a számos nem-homológ kromoszómák, mint egyes fokozat kromoszómák által képviselt két darab .
Kromoszóma egyféle nevezzük homológ. Homológ kromoszómák azonos külső szerkezete és összetétele hasonló gének.
Kétszer a kromoszómák számát nevezzük diploid. Teljes diploid készlet humán sejtek 46 kromoszómát, a galamb - 80, nyír 84, 16 a íj.
Funkció és lokalizációja nukleinsavak a sejtben.
Nukleinsavak funkciójának és lokalizáció a sejtben különböző.
DNS a sejtmagban helyezkednek el és funkciókat, mint a tárolási genetikai információ és annak átadása leánysejtekbe osztály szülő.
RNS a sejtben képviseli három fajta:
Mindegyik szintetizált a sejtmagban specifikus DNS-oldalakat, majd etetni a citoplazmában, ahol végezze el a különböző funkciókat.
Hírvivő RNS inkább nem egységes; lehet még a molekulatömege 300.000 és 2 millió vagy több, és azzal jellemezve, rendkívül magas metabolikus aktivitás. Ez egy másolata a gén, és az már mátrixként a fehérjeszintézist.
Szállítás RNS áll 80-90 nukleotid. Ez egy része az alapvető anyag a citoplazmában. Ez körülbelül 10-15% -a a teljes RNS-t, és felelős a szállítási aminosavak a helyén a protein szintézist.
Riboszómális RNS alkotja a riboszóma, ez mintegy 80% -át a teljes sejt RNS-t. Ez elősegíti a kialakulását egy aminosav szekvencia a lánc a szintetizált fehérje.
Ez különleges helyet foglal el többek között az adenozin-trifoszfát szerves sejt anyagokat. Ez tartalmaz három jól ismert komponenseket: egy nitrogéntartalmú bázis (adenin), szénhidrát (ribóz), és a foszforsav.
Minden nukleobázisok vehetnek részt nemcsak az építőiparban a nukleinsavak, hanem csatlakozni egy, kettő vagy három foszfátok (P 3 O4) 3. képező egy nagyon fontos molekula sejtek, mint például az adenozin-trifoszfát (ATP).
Ez a molekula egy univerzális energiahordozó formájában a kémiai kötésre foszfátok. Az ATP szolgáltatja az áramlás a sok szintézis reakciókban a szerves vegyületek, így része az energiát egy foszfátot. Ebben az esetben az ATP molekula magától alakul molekula ADP (adenozin-difoszfát). adhat egy foszfátot Másfelől ADP (és így az energia) egy másik reakció, most megnézzük molekula AMP (adenozin-monofoszfát). A kémiai kötés, két foszfát adenozin nagy energiát, azonban az ilyen kommunikációs nevezzük makroenergiticheskimi. 0dna makroenergiticheskaya linkre Gram-molekula anyag tartalma maximum 16.000 kalóriát.
Az egyediség a molekulák energiahordozók nemcsak hogy képesek energiát termelni, hanem tárolni energia szabadul fel a különböző reakciókat. Nem nehéz megérteni, hogy az energia felhalmozása folyamat megy abba az irányba, fokozatos hozzáadásával foszfát az adenozin: AMP + ® foszfát ADP + ADP ATP-foszfát ®.
Ezek a reakciók az úgynevezett foszfátok összekötő foszforilezési reakciót. Attól függően, hogy az energiaforrás a foszforilációs ezen reakciók a következő típusú:
Ciklikus foszforiláció: tárolt energia az elektron, izgatott fény (fotoszintézis).
Glikolitikus foszforiláció: tárolt energia anoxikus emésztést glükóz molekula (a glikolízis során).
Oxidatív foszforiláció; tárolt energia oxigénmolekulák oxidációját tejsav (a légzés).
A tárolt energia ATP molekulák által használt szervezet anabolikus reakciók (bioszintézis reakciók).