Документ содержит информацию о строении и функциях нуклеиновых кислот, в том числе ДНК и РНК. Он описывает их биологическую роль в хранении и передаче генетической информации, а также процесс синтеза белков. В заключение, нуклеиновые кислоты являются важными компонентами всех живых организмов и вирусов.

1. « РНК и ДНК.« РНК и ДНК.
Их строение иИх строение и
функции»функции»
г.Оренбург 2008 годг.Оренбург 2008 год
«Оренбургский областной
медицинский колледж»
– :Автор преподаватель ООМК
. .Севостянова В М

2. Нуклеиновые кислоты биополимеры,
состоящие из остатков фосфорной кислоты,
сахаров и азотистых оснований (пуринов и
пиримидинов). Имеют фундаментальное
биологическое значение, поскольку содержат
в закодированном виде всю генетическую
информацию любого живого организма, от
человека до бактерий и вирусов,
передаваемую от одного поколения другому.
Введение

3. Как мы уже говорили, есть два типа нуклеиновыхКак мы уже говорили, есть два типа нуклеиновых
кислот: ДНК и РНК. ДНК присутствует в ядрах всехкислот: ДНК и РНК. ДНК присутствует в ядрах всех
растительных и животных клеток, где она находитсярастительных и животных клеток, где она находится
в комплексе с белками и является составной частьюв комплексе с белками и является составной частью
хромосом. У особей каждого конкретного видахромосом. У особей каждого конкретного вида
содержание ядерной ДНК обычно одинаково во всехсодержание ядерной ДНК обычно одинаково во всех
клетках, кроме гамет (яйцеклеток и сперматозоидов),клетках, кроме гамет (яйцеклеток и сперматозоидов),
где ДНК вдвое меньше. Таким образом, количествогде ДНК вдвое меньше. Таким образом, количество
клеточной ДНК видоспецифично. ДНК найдена иклеточной ДНК видоспецифично. ДНК найдена и
вне ядра: в митохондриях («энергетическихвне ядра: в митохондриях («энергетических
станциях» клеток) и в хлоропластах (частицах, где встанциях» клеток) и в хлоропластах (частицах, где в
растительных клетках идет фотосинтез).растительных клетках идет фотосинтез).

4. Некоторое количество РНК присутствует вНекоторое количество РНК присутствует в
клеточном ядре, основная же ее масса находится вклеточном ядре, основная же ее масса находится в
цитоплазме – жидком содержимом клетки.цитоплазме – жидком содержимом клетки.
Большую ее часть составляет рибосомная РНКБольшую ее часть составляет рибосомная РНК
(рРНК). Рибосомы – это мельчайшие тельца, на(рРНК). Рибосомы – это мельчайшие тельца, на
которых идет синтез белка. Небольшое количествокоторых идет синтез белка. Небольшое количество
РНК представлено транспортной РНК (тРНК),РНК представлено транспортной РНК (тРНК),
которая также участвует в белковом синтезе.которая также участвует в белковом синтезе.
Однако оба этих класса РНК не несут информацииОднако оба этих класса РНК не несут информации
о структуре белков – такая информация заключенао структуре белков – такая информация заключена
в матричной, или информационной, РНК (мРНК),в матричной, или информационной, РНК (мРНК),
на долю которой приходится лишь небольшаяна долю которой приходится лишь небольшая
часть суммарной клеточной РНКчасть суммарной клеточной РНК

5. Молекулы нуклеиновых кислот содержат множествоМолекулы нуклеиновых кислот содержат множество
отрицательно заряженных фосфатных групп и образуютотрицательно заряженных фосфатных групп и образуют
комплексы с ионами металлов; их калиевая и натриеваякомплексы с ионами металлов; их калиевая и натриевая
соли хорошо растворимы в воде. Концентрированныесоли хорошо растворимы в воде. Концентрированные
растворы нуклеиновых кислот очень вязкие и слегкарастворы нуклеиновых кислот очень вязкие и слегка
опалесцируют, а в твердом виде эти вещества белые.опалесцируют, а в твердом виде эти вещества белые.
Нуклеиновые кислоты сильно поглощают ультрафиолетовыйНуклеиновые кислоты сильно поглощают ультрафиолетовый
свет, и это свойство лежит в основе определения ихсвет, и это свойство лежит в основе определения их
концентрации. С этим же свойством связан и мутагенныйконцентрации. С этим же свойством связан и мутагенный
эффект ультрафиолетового света.эффект ультрафиолетового света.
Длинные молекулы ДНК хрупки и легко ломаются, напримерДлинные молекулы ДНК хрупки и легко ломаются, например
при продавливании раствора через шприц. Поэтому работа спри продавливании раствора через шприц. Поэтому работа с
высокомолекулярными ДНК требует особой осторожности.высокомолекулярными ДНК требует особой осторожности.

6. Нуклеиновые кислоты - это длинные цепочки,Нуклеиновые кислоты - это длинные цепочки,
состоящие из четырех многократно повторяющихсясостоящие из четырех многократно повторяющихся
единиц (нуклеотидов). Их структуру можноединиц (нуклеотидов). Их структуру можно
представить следующим образом:представить следующим образом:

7. Символ Ф обозначает фосфатнуюСимвол Ф обозначает фосфатную
группу. Чередующиеся остатки сахара игруппу. Чередующиеся остатки сахара и
фосфорной кислоты образуютфосфорной кислоты образуют
сахарофосфатный остов молекулы,сахарофосфатный остов молекулы,
одинаковый у всех ДНК, а огромное иходинаковый у всех ДНК, а огромное их
разнообразие обусловливается тем, чторазнообразие обусловливается тем, что
четыре азотистых основания могутчетыре азотистых основания могут
располагаться вдоль цепи в самойрасполагаться вдоль цепи в самой
разной последовательности.разной последовательности.

8. Азотистые основания – этоАзотистые основания – это
плоские гетероциклическиеплоские гетероциклические
соединения. Онисоединения. Они
присоединены к пентозномуприсоединены к пентозному
кольцу по положению 1¢. Болеекольцу по положению 1¢. Более
крупные основания имеют двакрупные основания имеют два
кольца и называютсякольца и называются
пуринами: это аденин (А) ипуринами: это аденин (А) и
гуанин (Г). Основания,гуанин (Г). Основания,
меньшие по размерам, имеютменьшие по размерам, имеют
одно кольцо и называютсяодно кольцо и называются
пиримидинами: это цитозинпиримидинами: это цитозин
(Ц), тимин (Т) и урацил (У). В(Ц), тимин (Т) и урацил (У). В
ДНК входят основания А, Г, Т иДНК входят основания А, Г, Т и
Ц, в РНК вместо Т присутствуетЦ, в РНК вместо Т присутствует
У. Последний отличается отУ. Последний отличается от
тимина тем, что у неготимина тем, что у него
отсутствует метильная группаотсутствует метильная группа
(CH3). Урацил встречается в(CH3). Урацил встречается в
ДНК некоторых вирусов, где онДНК некоторых вирусов, где он
выполняет ту же функцию, чтовыполняет ту же функцию, что
и тимин.и тимин.

9. Важной особенностью нуклеиновых кислот является регулярностьВажной особенностью нуклеиновых кислот является регулярность
пространственного расположения составляющих их атомов,пространственного расположения составляющих их атомов,
установленная рентгеноструктурным методом. Молекула ДНКустановленная рентгеноструктурным методом. Молекула ДНК
состоит из двух противоположно направленных цепей (иногдасостоит из двух противоположно направленных цепей (иногда
содержащих миллионы нуклеотидов), удерживаемых вместесодержащих миллионы нуклеотидов), удерживаемых вместе
водородными связями между основаниями:водородными связями между основаниями:

10. Водородные связи, соединяющие основанияВодородные связи, соединяющие основания
противоположных цепей, относятся к категориипротивоположных цепей, относятся к категории
слабых, но благодаря своей многочисленностислабых, но благодаря своей многочисленности
в молекуле ДНК они прочно стабилизируют еев молекуле ДНК они прочно стабилизируют ее
структуру. Однако если раствор ДНК нагретьструктуру. Однако если раствор ДНК нагреть
примерно до 60° С, эти связи рвутся и цепипримерно до 60° С, эти связи рвутся и цепи
расходятся – происходит денатурация ДНКрасходятся – происходит денатурация ДНК
(плавление). Обе цепи ДНК закручены по(плавление). Обе цепи ДНК закручены по
спирали относительно воображаемой оси, какспирали относительно воображаемой оси, как
будто они навиты на цилиндр. Эта структурабудто они навиты на цилиндр. Эта структура
называется двойной спиралью. На каждыйназывается двойной спиралью. На каждый
виток спирали приходится десять парвиток спирали приходится десять пар
оснований.оснований.

11. По своей структуре ДНК напоминает винтовую лестницу. Ее боковиныПо своей структуре ДНК напоминает винтовую лестницу. Ее боковины
составлены из чередующихся остатков сахара и фосфатных групп;составлены из чередующихся остатков сахара и фосфатных групп;
каждый остаток сахара в одной боковине соединен со своим партнеромкаждый остаток сахара в одной боковине соединен со своим партнером
в другой с помощью «перекладины», состоящей из пурина (аденина илив другой с помощью «перекладины», состоящей из пурина (аденина или
гуанина) и пиримидина (цитозина или тимина), при этом аденингуанина) и пиримидина (цитозина или тимина), при этом аденин
соединяется только с тимином, а гуанин – с цитозином.соединяется только с тимином, а гуанин – с цитозином.

12. Одна из основных функций нуклеиновых кислотОдна из основных функций нуклеиновых кислот
состоит в детерминации синтеза белков.состоит в детерминации синтеза белков.
Информация о структуре белков,Информация о структуре белков,
закодированная в нуклеотиднойзакодированная в нуклеотидной
последовательности ДНК, должна передаватьсяпоследовательности ДНК, должна передаваться
от одного поколения к другому, и поэтомуот одного поколения к другому, и поэтому
необходимо ее безошибочное копирование, т.е.необходимо ее безошибочное копирование, т.е.
синтез точно такой же молекулы ДНКсинтез точно такой же молекулы ДНК
(репликация).(репликация).

13. С химической точки зрения синтез нуклеиновой кислоты – этоС химической точки зрения синтез нуклеиновой кислоты – это
полимеризация, т.е. последовательное присоединениеполимеризация, т.е. последовательное присоединение
строительных блоков. Такими блоками служатстроительных блоков. Такими блоками служат
нуклеозидтрифосфаты; реакцию можно представить следующимнуклеозидтрифосфаты; реакцию можно представить следующим
образом:образом:

14. Генетическая информация, закодированная в нуклеотиднойГенетическая информация, закодированная в нуклеотидной
последовательности ДНК, переводится не только на языкпоследовательности ДНК, переводится не только на язык
нуклеотидной последовательности РНК, но и на языкнуклеотидной последовательности РНК, но и на язык
аминокислот – мономерных единиц белков. В белкахаминокислот – мономерных единиц белков. В белках
присутствует 20 разных аминокислот, от последовательностиприсутствует 20 разных аминокислот, от последовательности
которых зависят их природа и функции. Этакоторых зависят их природа и функции. Эта
последовательность определяется нуклеотиднойпоследовательность определяется нуклеотидной
последовательностью соответствующего гена – участка ДНК,последовательностью соответствующего гена – участка ДНК,
кодирующего данный белок. Однако сама ДНК не являетсякодирующего данный белок. Однако сама ДНК не является
матрицей при синтезе белка. Сначала она транскрибируетсяматрицей при синтезе белка. Сначала она транскрибируется
в ядре с образованием матричной РНК (мРНК), котораяв ядре с образованием матричной РНК (мРНК), которая
диффундирует в цитоплазму, и на ней как на матрицедиффундирует в цитоплазму, и на ней как на матрице
синтезируется белок. Процесс ускоряется благодаря тому, чтосинтезируется белок. Процесс ускоряется благодаря тому, что
на каждой молекуле мРНК может одновременнона каждой молекуле мРНК может одновременно
синтезироваться множество белковых молекул.синтезироваться множество белковых молекул.

15. Последовательность оснований в ДНК задает порядок следованияПоследовательность оснований в ДНК задает порядок следования
аминокислот в белке, поскольку каждая аминокислота присоединяетсяаминокислот в белке, поскольку каждая аминокислота присоединяется
специфическим ферментом только к определенным тРНК, а те, в своюспецифическим ферментом только к определенным тРНК, а те, в свою
очередь, – только к определенным кодонам в мРНК. Комплексы тРНК-очередь, – только к определенным кодонам в мРНК. Комплексы тРНК-
аминокислота связываются с матрицей по одному в каждый данный моментаминокислота связываются с матрицей по одному в каждый данный момент
времени. Ниже перечислены основные этапы белкового синтеза (времени. Ниже перечислены основные этапы белкового синтеза (см. такжесм. также
рисунокрисунок).).

16. Нуклеиновые кислоты играют важнейшуюНуклеиновые кислоты играют важнейшую
биологическую роль в клетке: молекулыбиологическую роль в клетке: молекулы
ДНК хранят наследственную информацию,ДНК хранят наследственную информацию,
а молекулы РНК участвуют в процессах,а молекулы РНК участвуют в процессах,
связанных с передачей генетическойсвязанных с передачей генетической
информации от ДНК к белку.информации от ДНК к белку.
Нуклеиновые кислоты являютсяНуклеиновые кислоты являются
обязательными компонентами не толькообязательными компонентами не только
всех живых клеток, но и вирусов.всех живых клеток, но и вирусов.