grad-green grad-gray grad-blue grad-red grad-pink grad-purple grad-yellow
Нести помощь людям

Вход на сайт

Нуклеотиды

Краткое описание: 
Библиографическая ссылка для цитирования: Сазонов В.Ф. Нуклеотиды [Электронный ресурс] // Кинезиолог, 2009-2021: [сайт]. Дата обновления: 30.03.2021. URL: http://kineziolog.su/content/nukleotidy (дата обращения: __.__.20__). __________________________Строение нуклеотидов, образующих нуклеиновые кислоты, а также связи между нуклеотидами.

Определение понятия

Нуклеотиды - это сложные мономеры, из которых собраны гетерополимерные молекулы ДНК и РНК. Свободные нуклеотиды участвуют в сигнальных и энергетических процессах жизнедеятельности.  ДНК-нуклеотиды и РНК-нуклеотиды имеют общий план строения, но различаются по строению сахара-пентозы. В ДНК-нуклеотидах используется сахар дезоксирибоза, а в РНК-нуклеотидах - рибоза. Для включения в цепь нуклеиновой кислоты свободный нуклеотид должен быть активирован, т.е. иметь в своём составе вместо монофосфата трифосфат.

Структура нуклеотида

В каждом нуклеотиде можно выделить 3 части:

1. Углевод - это пятичленный сахар-пентоза (рибоза или дезоксирибоза) в виде кольца с коротким "хвостиком".

2. Фосфатный остаток -H2PO3 (фосфат) - это остаток фосфорной кислоты. Именно этой частью нуклеотиды могут присоединяться друг к другу и формировать цепочки из нуклеотидов - РНК или ДНК. Но для того чтобы присоединиться к другому нуклеотиду, данному нуклеотиду нужен не простой одинарный фосфатный остаток, а трифосфатный, состоящий из трёх фосфатов, соединённых мактроэргическими связями, дающими много энергии при расщеплении.

3. Азотистое основание - это циклическое соединение, в котором много атомов азота. В нуклеиновых кислотах используется всего 5 видов азотистых оснований : Аденин, Тимин, Гуанин, Цитозин, Урацил. В ДНК - 4 вида: Аденин, Тимин, Гуанин, Цитозин. В РНК - тоже 4 вида: Аденин, Урацил, Гуанин, Цитозин, Легко заметить, что в РНК происходит замещение Тимина на Урацил по сравнению с ДНК.

Общая структурная формула пентозы (рибозы или дезоксирибозы), молекулы которой образуют "скелет" нуклеиновых кислот:

Общая формула пентозы

 Если  Х заменить на Н (Х = Н) - то получаются дезоксирибонуклеозиды; если Х заменить на ОН (Х = ОН) - то получаются рибонуклеозиды. Если вместо R подставить азотистое основание (пуриновое или пиримидиновое) - то получится конкретный нуклеотид.

 Важно обратить внимание на те положения атомов углерода в пентозе, которые обозначены как 3' и 5'. Нумерация атомов углерода начинается от атома кислорода вверху и идёт по часовой стрелке. Последним получается атом углерода (5'), который располагается за пределами пентозного кольца и образует, можно сказать, "хвостик" у пентозы. Так вот, при наращивании цепочки из нуклеотидов фермент может присоединить новый нуклеотид только к углероду 3' и ни к какому другому. Поэтому 5'-конец нуклеотидной цепочки никогда не сможет иметь продолжения, удлинняться может только 3'-конец.

Азотистые основания

Азотистые основания

Нуклеотиды

Нуклеотиды, из которых строится ДНК

Нуклеотиды

Сравните нуклеотид для РНК с нуклеотидом для ДНК.

Попробуйте узнать, какой это нуклеотид, в таком представлении:

 Нуклеотид

АТФ - свободный нуклеотид

Строение АТФ

цАМФ - "закольцованная" молекула АТФ

Циклический аденозинмонофосфат

Схема строения нуклеотида

Нуклеотид

Обратите внимание на то, что активированный нуклеотид, способный наращивать цепочку ДНК или РНК, имеет "трифосфатный хвостик". Именно этим "энергонасыщенным" хвостиком он может присоединиться к уже имеющейся цепочке растущей нуклеиновой кислоты. Фосфатный хвостик сидит на 5-м атоме углерода, так что это положение углерода уже занято фосфатами и предназнено для прикрепления. К чему же его прикрепить? Только к углероду в положении 3'. После прикрепления данный нуклеотид сам станет мишенью дла прикрепления следующего нуклеотида. "Принимающая сторона" предоставляет углерод в положении 3', а "прибывающая сторона" цепляется к нему фосфатным хвостиком, находящимся в положении 5'. В целом цепочка растёт со стороны 3'.

 

Наращивание нуклеотидной цепочки ДНК

Добавление нуклеотидов к цепи ДНК

 Наращивание цепочки за счёт "продольных" связей между нуклеотидами может идти только в одном направлении: от 5' ⇒ к 3', т.к. новый нуклеотид можно присоединить только к 3'-концу цепочки, но не к 5'-концу.

 Пары нуклеотидов, связанные "поперечными" комплементарными связями своих азотистых оснований

Тройная комплиментарная связь Ц-Г (Г-Ц)

 

Двойная комплиментарная связь между азотистыми основаниями Т-А (А-Т)

 Участок двойной спирали ДНК

ДНК

Найдите признаки антипараллельности двух цепей ДНК.

Найдите пары нуклеотидов с двойными и тройными комплементарными связями.

 

Ваша оценка: 
4.57143
Средняя: 4.6 (28 проголосовавших)