Нуклеїнові кислоти: історія дослідження, опис

У живому організмі присутні три основні макромолекули: білки і нуклеїнові кислоти двох видів. Завдяки їм підтримується життєдіяльність і правильне функціонування всього організму. Що таке нуклеїнові кислоти? Для чого вони потрібні? Про це - далі в статті. нуклеїнові кислоти

Загальна інформація

Нуклеїнова кислота - це біополімер, органічна сполука з високою молекулярною, яке утворено залишками нуклеотидів. Передача від покоління до покоління всієї генетичної інформації - головне завдання, яке виконують нуклеїнові кислоти. Презентація, яка представлена нижче, розкриє дане поняття більш детально.

Історія дослідження

Перший вивчений нуклеотид був виділений з м`язів бика в 1847-му році і названий «інозинова кислота». В результаті вивчення хімічної будови було виявлено, що вона є рібозід-5-фосфатом і зберігає в собі N-гликозидную связь.В 1868 му році було виявлено речовину під назвою «нуклеін». Відкрив його швейцарський хімік Фрідріх Мішер під час досліджень деяких біологічних субстанцій. До складу цієї речовини входив фосфор. З`єднання мало кислотними властивостями і не піддавалося розкладанню під впливом протеолітичних ферментів. нуклеїнові кислоти будова і функції Речовина отримала формулу C29H49N9O22P3.Предположеніе про участь нуклєїнах в процесі передачі спадкової інформації було висунуто в результаті виявлення аналогичности його хімічного складу з хроматином. Цей елемент є основним компонентом хромосом.Термін «нуклеїнова кислота» вперше був введений в 1889-му році Ріхардом Альтманом. Саме він став автором способу отримання цих речовин без білкових прімесей.В ході дослідження лужного гідролізу нуклеїнових кислот Левін і Жакоб виявили основні компоненти продуктів цього процесу. Ними виявилися нуклеотиди і нуклеозиди. У 1921-му році Левін припустив, що ДНК має тетрануклеотідное будова. Однак ця гіпотеза не знайшла підтвердження і виявилася помилковою. нуклеїнові кислоти презентаціяВ результаті цього з`явилася нова можливість вивчення будови соедіненій.В 1940-му році Александер Тодд разом зі своєю науковою групою починає широкомасштабне вивчення хімічних властивостей, будови нуклеотидів і нуклеозидів, в результаті чого в 1957-му році був нагороджений Нобелівською преміей.А американський біохімік Ервін Чаргафф визначив, що нуклеїнові кислоти містять різні типи нуклеотидів в певній закономірності. Надалі це явище отримало назву «Правило Чаргаффа».

Класифікація

Нуклеїнові кислоти бувають двох видів: ДНК і РНК. Їх присутність виявляється в клітинах всіх живих організмів. ДНК в основному міститься в ядрі клітини. РНК знаходиться в цитоплазмі. У 1935 році, в ході м`якого фрагментирования ДНК, були отримані 4 ДНК-утворюючих нуклеотиду. Ці компоненти представлені в стані кристалів. У 1953 році Уотстон і Крик визначили, що у ДНК існує подвійна спіраль.

методи виділення

нуклеїнові кислоти

Розроблено різні способи отримання сполук з природних джерел. Головними умовами цих методик є результативне поділ нуклеїнових кислот і білків, найменша фрагментація речовин, отриманих в ході процесу. На сьогоднішній день широко використовується класичний спосіб. Суть цього методу полягає в руйнуванні стінок біологічного матеріалу та подальшої їх обробці аніонним детергентом. В результаті виходить осад з білка, а нуклеїнові кислоти залишаються в розчині. Використовується і інший метод. В цьому випадку нуклеїнові кислоти можуть осідати в гелевом стані за допомогою використання етанолу і сольового розчину. При цьому слід дотримуватися певної обережності. Зокрема, додавати етанол потрібно з великою акуратністю в сольовий розчин для отримання гелевого осаду. В якій концентрації виділилася нуклеїнова кислота, які домішки в ній присутні, можна визначити спектрофотометричним методом. Нуклеїнові кислоти з легкістю піддаються деградації за допомогою нуклеази, що представляє особливий клас ферментів. При такому виділенні необхідно, щоб лабораторне обладнання пройшло обов`язкову обробку інгібіторами. До них відноситься, наприклад, інгібітор DEPC, який застосовується при виділенні РНК.

Фізичні властивості

Нуклеїнові кислоти мають гарну розчинність в воді, а в органічних сполуках майже не розчиняються. Крім того, вони особливо сприйнятливі до показників температури і рівня рН. Молекули нуклеїнових кислот, що володіють високою молекулярною масою, можуть фрагментуватися нуклеазами під впливом механічних сил. До таких належать перемішування розчину, його збовтування.

Нуклеїнові кислоти. Будова і функції

нуклеїнові кислоти будова і функції

У клітинах зустрічаються полімерні і мономерні форми розглянутих з`єднань. Полімерні форми називаються полинуклеотидами. У такому вигляді ланцюжка нуклеотидів зв`язуються залишком фосфорної кислоти. Через вміст двох видів гетероциклічних молекул, званих рибозой і дезоксорібозой, кислоти, відповідно, бувають рибонуклеїнові і дезоксирибонуклеїнової. З їх допомогою відбувається зберігання, передача і реалізація спадкової інформації. З мономерних форм нуклеїнових кислот найбільш популярна аденозинтрифосфорная кислота. Вона бере участь у передачі сигналів і забезпеченні запасів енергії в клітині.

ДНК

Дезоксирибонуклеїнової кислоти є макромолекулою. З її допомогою відбувається процес передачі та реалізації генетичної інформації. Ці відомості необхідні для програми розвитку і функціонування живого організму. У тварин, рослин, грибів ДНК входить до складу хромосом, що знаходяться в ядрі клітини, а також знаходиться в мітохондріях і пластидах. У бактерій і архей молекула дезоксирибонуклеїнової кислоти чіпляється за клітинну мембрану з внутрішньої сторони. У таких організмах присутні в основному кільцеві молекули ДНК. Вони отримали назву "плазміди". За хімічною будовою дезоксирибонуклеїнової кислоти являє собою полімерну молекулу, що складається з нуклеотидів. Ці компоненти, в свою чергу, мають у своєму складі азотистих основ, цукор і фосфатну групу. Саме за рахунок двох останніх елементів утворюється зв`язок між нуклеотидами, створюючи ланцюга. В основному макромолекула ДНК представлена у вигляді спіралі з двох ланцюгів. нуклеїнові кислоти презентація

РНК

Рибонуклеїнова кислота являє собою довгий ланцюг, що складається з нуклеотидів. У їх складі присутні азотисті основи, цукор рибози і фосфатна група. Генетична інформація кодується за допомогою послідовності нуклеотидів. РНК використовується для програмування синтезу білків. Рибонуклеїнова кислота створюється в ході транскрипції. Це процес синтезу РНК на матриці ДНК. Він відбувається за участю спеціальних ферментів. Називаються вони РНК-полімерази. Після цього матричні РНК беруть участь в процесі трансляції. Так відбувається здійснення синтезу білка на матриці РНК. Активну участь в цьому процесі беруть рибосоми. Решта РНК на завершення транскрипції проходять хімічні перетворення. В результаті змін, що відбуваються утворюються вторинна і третинна структури рибонуклеїнової кислоти. Вони функціонують в залежності від типу РНК.


Оцініть, будь ласка статтю
Всього голосів: 70