Нахождение нуклеиновых кислот в природе

Нуклеиновые кислоты в природе встречаются во всех живых клетках. Живые клетки, за исключением сперматозоидов, в норме содержат значительно больше рибонуклеиновой, чем дезоксирибонуклеиновой кислоты. На методы выделения дезоксирибонуклеиновых кислот оказало большое влияние то обстоятельство, что, тогда как рибонуклеопротеиды и рибонуклеиновые кислоты растворимы в разбавленном (0,15 М) растворе хлористого натрия, дезоксирибонуклеопротеидные комплексы фактически в нем нерастворимы. Поэтому гомогенизированный орган или организм тщательно промывают разбавленным солевым раствором, из остатка с помощью крепкого солевого раствора экстрагируют дезоксирибонуклеиновую кислоту, которую осаждают затем добавлением этанола. В клетках эукариот (например, животных или растений) ДНК находится в ядре клетки в составе хромосом, а также в некоторых клеточных органоидах (митохондриях и пластидах). В клетках прокариотических организмов (бактерий и архей) кольцевая или линейная молекула ДНК, так называемый нуклеотид, прикреплена изнутри к клеточной мембране. У них и у низших эукариот (например, дрожжей) встречаются также небольшие автономные, преимущественно кольцевые молекулы ДНК, называемые плазмидами. Кроме того, одно - или двухцепочечные молекулы ДНК могут образовывать геном ДНК-содержащих вирусов.

3. Строение нуклеиновых кислот

 Нуклеиновые кислоты представляют собой биополимеры. Их макромолекулы состоят из не однократно повторяющихся звеньев, которые представлены нуклеотидами. И их логично назвали полинуклеотидами. Одной из главных характеристик нуклеиновых кислот является их нуклеотидный состав. В состав нуклеотида (структурного звена нуклеиновых кислот) входят три составные части:) Азотистое основание (нуклеиновое основание). Так в химии НК называют входящие в их состав гетероциклические соединения, среди которых различают структуры пиримидинового и пуринового рядов. В нуклеиновых кислотах содержатся основания 4-х разных видов: два из них относятся к классу пуринов и два - к классу пиримидинов. Азот, содержащийся в кольцах, придает молекулам основные свойства. В качестве заместителей в гетероциклическом ядре они содержат либо оксо - (урацил, тимин), либо аминогруппу (аденин), либо одновременно обе эти группы (цитозин, гуанин). Для них принято буквенное обозначение, составленное из первых букв их латинских названий. НК различаются входящими в них гетероциклическими основаниями: урацил входит только в РНК, а тимин - в ДНК.) Моносахарид - D-рибоза или 2-дезокси-D-рибоза. Сахар, входящий в состав нуклеотида, содержит пять углеродных атомов, т.е. представляет собой пентозу. В зависимости от вида пентозы, присутствующей в нуклеотиде, различают два вида нуклеиновых кислот - рибонуклеиновые кислоты (РНК), которые содержат рибозу, и дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК), содержащие дезоксирибозу.) Остаток фосфорной кислоты. Нуклеиновые кислоты являются кислотами потому, что в их состав входит остаток фосфорной кислоты. Нуклеозиды - это гетероциклические соединения, образованные N-гликозидной связью между азотистым основанием и моносахаридом (рибозой или дезоксирибозой) В зависимости от природы углеводного остатка различают рибонуклеозиды и дезоксирибонуклеозиды. Более часто употребляются названия, производимые от тривиального названия соответствующего нуклеинового основания с суффиксами - идин у пиримидиновых и - озин у пуриновых нуклеозидов. Являясь N-гликозидами, нуклеозиды устойчивы к гидролизу в слабощелочной среде, но легко расщепляются в кислой. Пуриновые нуклеозиды гидролизуются легко, пиримидиновые - труднее. Антибиотики-нуклеозиды. В клетках в свободном состоянии содержатся некоторые нуклеозиды, не являющиеся компонентами нуклеиновых кислот. Эти нуклеозиды обладают антибиотической активностью и приобретают все большее значение при лечении злокачественных новообразований. Известно несколько десятков таких нуклеозидов, выделенных из микроорганизмов, а также из растительных и животных тканей. Нуклеозиды-антибиотики отличаются от обычных нуклеозидов некоторыми деталями строения либо углеводной части, либо гетероциклического основания. По-видимому, это позволяет им выступать в роли антиметаболитов. Нуклеозидные антибиотики пиримидинового ряда часто подобны цитидину, пуринового ряда - аденозину. Нуклеотиды. Нуклеоти́ды - фосфорные эфиры нуклеозидов, нуклеозидфосфаты. В природе наиболее распространены нуклеотиды, являющиеся β-N-гликозидами пуринов или пиримидинов и пентоз - D-рибозы или D-2-дезоксирибозы. В зависимости от структуры пентозы различают рибонуклеотиды и дезоксирибонуклеотиды, которые являются мономерами молекул сложных биологических полимеров (полинуклеотидов) - соответственно РНК или ДНК. Таким образом, структура нуклеотида образована двумя связями: N-гликозидной связью между азотистым основанием и моносахаридом (рибоза или дезоксирибоза) и сложноэфирной связью между моносахаридом и остатком фосфорной кислоты.

3. Номенклатура нуклеотидов

Для нуклеотидов используют два вида названий. Одно включает наименование нуклеозида с указанием положения в нем фосфатного остатка, например, аденозин-3'-фосфат, уридин-5'-фосфат; другое строится с добавлением сочетания - иловая кислота к названию остатка пиримидинового основания, например, 5'-уридиловая кислота, или пуринового основания, например 3'-адениловая кислота. Используя принятый для нуклеозидов однобуквенный код, 5'-фосфаты записывают с добавлением латинской буквы "р" перед символом нуклеозида, 3'-фосфаты - после символа нуклеозида. Аденозин-5'-фосфат обозначается рА, аденозин-3'-фосфат - Ар и т.п. Эти сокращенные обозначения используют для записи последовательности нуклеотидных остатков в нуклеиновых кислотах. По отношению к свободным нуклеотидам в биохимической литературе широко используют их названия как монофосфатов с отражением этого признака в сокращенном коде, например АМР (или АМФ) для аденозин-5'-фосфата и т.д.