Биоорганическия химия: аминокислоты, белки и нуклеиновые кислоты

В числе дезоксирибонуклеотидов выделяются дезоксиаденозинмонофосфат (dAMP), дезоксиаденозиндифосфат (dADP), дезоксиаденозинтрифосфат (dATP), дезоксигуанозинмонофосфат (dGMP), дезоксигуанозиндифосфат (dGDP), дезоксигуанозинтрифосфат (dGTP), дезоксицитидинмонофосфат (dCMP), дезоксицитидиндифосфат (dCDP), дезоксицитидинтрифосфат (dCTP) [3].3.3 Строение РНК. Классификация и функции РНКРНК – рибонуклеиновая кислота, равно как и ДНК состоит из длинной цепи, в которой каждое звено называется нуклеотидом. Нуклеотиды состоят из азотистого основания, фосфатной группы, рибозы. Различия лишь в составе азотистых оснований – в РНК содержатся цитозин, гуанин, адениу и црацил.В клетке содержатся следующие виды РНК:Транспортная (т-РНК) – 10-20% всех РНК клетки, состоит из двух цепей по 75-90 звеньев. В ней встречаются такие основания как аденин, гуанин, цитозин, урацил, а также минорные основания. Роль данного вида РНК состоит в транспорте аминокислот в рибосомы, т.е. к месту синтеза белка. Вторичная структура т-РНК – это «клеверный» лист неправильной формы (рис. 3). Основа вторичной структуры в данном случае – это двойная спираль. Эти участки формируют «стебли». Вместе с тем ряд участков остаются одноцепочечными, формируя «петли». В молекуле т–РНК четыре вила «стеблей» – акцепторный, антикодоновый, Д- стебель и т-стебель. Также в Т-РНК три петли.Рисунок 3 – Вторичная структура т-РНКМатричная (м-РНК) или информационная (и-РНК) – 3-4% всей РНК клетки. Переносит информацию от гена на синтезируемый белок, определяя тем самым аминокислотную последовательность. Данный вид РНКодноцепочечный.Рибосомальная (р-РНК) – 85-90% всей РНК клетки. Данный вид РНК непосредственно участвует в биосинтезе белка в рибосоме и в качестве вторичной структуры имеет двойную спираль.Малая ядерная (мя-РНК) – немногочисленные короткие РНК (100-200 нуклеотидов), участвующие в таких процессах как сплайсинг, регуляция факторов транскрипции, поддержание теломер).Малая интерферирующая (Si-РНК) – немногочисленные короткие РНК (всего 20-30 нуклеотидов). Данный вид РНК имеет структуру двойной спирали. Данный вид РНК отвечает за РНК-интерференцию, т.е. за подавление экспрессии гена на стадии транскрипции, трансляции, деадненилирования или деградации м-РНК.3.4 Строение и функции ДНККак и в случае с белками, нуклеиновые кислоты имеют первичную, вторичную и третичную структуру. Первичная структура нуклеиновых кислот – это последовательность нуклеотидов в полинуклеотидной цепи. Мономеры в нуклеиновых кислотах соединяются благодаря сложноэфирным связям, которые образуются 5´-гидроксильной группой фосфатного остатка одного мононуклеотида и 3´-гидроксильной группой пентозного остатка другого мононоклеотида. Вторичная структура нуклеиновых кислот – это две цепи нуклеотидов, соединенных вместе. Например, в ДНК эти цепи ориентированы антипараллельно и связаны между собой водородными связями за счет специфического комплементарного взаимодействия аденинового остатка одной цепи с тиминовым остатком другой цепи гуанинового остатка одной цепи с цитозиновым остатком другой цепи. Эти цепи закручены в спираль и имеют общую ось. Для вторичной структуры РНК характерно наличие как двойных спирально закрученных, так и не спиральных участков. Водородные связи при этом образуются между адениновым и урациловым и гуаниновым и цитозиновым остатками[11].Третичная структура нуклеиновых кислот – это пространственная конфигурация спирально вторично закрученных нуклеиновых кислот. Так, третичная структура ДНК представляет собой суперспирали, которые образуются на некоторых участках вторичной спирали ДНК. Второй вариант третичной структуры ДНК – это кольца. Третичная структура т-РНК представляет собой глобулу, которая вытянута в форме буквы Г. Для РНК известна четвертичная структура, которая представлена блоком з двух одинаковых субъединиц, связь между которыми поддерживается комплементарными взаимодействиями их азотистых соединений[10]. Наиболее существенная биологическая функция нуклеиновых кислот – генетическая, состоящая в хранении и передаче наследуемых признаков. Т.е. нуклеиновые кислоты обеспечивают наследственность, являясь ее материальным носителем. Наследственность – это способность организма передавать потомству информацию о строении белков, специфичных для данного вида. Совокупность всей молекул нуклеиновых кислот в организме – это геном. Ген несет информацию от одного поколения живых организмов к другому, представляет собой специфическую последовательность нуклеотидов в ДНК или РНК (у вирусов). Ген детерминирует либо нуклеотидную последовательность транспортнойРНК (т-РНК) или рибосомнойРНК (р-РНК), а также последовательность аминокислот в белках (структурные гены). ДНК в эукариотической клетке в основном концентрируется в ядре, но своей ДНК обладают также митохондрии и пластиды.Таким образом, роль ДНК можно трактовать следующим образом:Хранение наследственной информации, безошибочная ее передача при смене поколений. Данная функция реализуется за счет дублирования информации на комплементарных цепях ДНК.Передача генетической информации системам, которые отмечают за синтез белка в организме. Данная функция реализуется благодаря синтезу молекул РНК, которые комплементарны тому или иному участку ДНК. Процесс считывания информации, которая заложена в гене, называется транскрипцией (переписыванием). Продукт данного процесса – это информационнаяРНК. В целом геном – это система колоссального размера и сложности. Так, в процессе расшифровки генома человека выяснилось, что в нем задействованы 3 млрд. пар азотистых оснований, которые несут информацию о структуре 26,5 тыс. белков. Таким образом, нуклеиновые кислоты имеют чрезвычайно высокое значение для живых организмов, что делает данные вещества одним из особенных объектов наблюдения в современной биохимии.ЗаключениеВ заключении можно сделать следующие выводы:Аминокислоты – это органические соединения, в молекуле которых отмечается одновременное наличие карбоксильной (-СООН) и аминной (-NH2) групп. Аминокислоты отличаются друг от друга составом углеводного радикала. Химическое строение аминокислоты определяет их физические и химические свойства.Белки – это высокомолекулярные полимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Для белков характерно четыре вида структур – первичная, вторичная, третичная и четвертичная. Все указанные структуры существуют в рамках одной полипептидной цепи. Эти структуры в полной мере определяют свойства белков как физические, химические, так и функциональные. Белки – исключительно важные составляющие живого оррганизма.Нуклеиновые кислоты – это линейные полимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. Как и в случае с белками, нуклеиновые кислоты имеют первичную, вторичную и третичную структуру. Нуклеиновые являются хранителями генетической информации, участвуют в реализации генетической информации, ее передаче.Список используемой литературыБерезов Т.Т., КоровкинБ.Ф. Биологическая химия: Учебник.– 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1998.– 704 с.Биологическая химия с упражнениями и задачами: Учебник/ Под ред. чл.-корр. РАМН С.Е. Северина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. – 624 с.Биологическая химия: Учебное пособие/ Д.Г. Кнорре, Т.С. Годовикова, С.Д. Мазина, О.С. Федорова. – Новосибирск: Новосибирский государственный университет, 2011. – 480 с. ГранбергИ.И. Органическая химия: учеб.для студ. вузов, обучающихся по агроном. спец. / И.И. Гранберг. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Дрофа, 2001. – 672 с.Захарова Т.Н. Органическая химия: учеб.для студ. учреждений сред. проф. образования / Т.Н. Захарова, Н.А. Головлева. – М.: Издательсткий центр «Академия», 2012. – 400 с.Иванов В.Г. Органическая химия: учеб.пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / В.Г. Иванов, В.А. Горленко, О.Н. Гева. – М.: Мастерство, 2003. – 624 с.Ким А.М. Органическая химия: учеб.пособие / А.М. Ким. – 3-е изд., испр. и доп. – Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2002. – 971 с.НовакшинА.Л. Биохимия для технологов: учебник и практикум для академ. Бакалавриата / А.Л. Нвакшанова. – М.: Издательство Юрайт, 2015. – 508 с.Органическая химия: учеб.для вузов. В 2 кн. Кн. 2: Специальный курс / Н.А. Тюкавкина, С.Э. Зурабян, В.Л. Белобородов и др.; под ред. Н.А. Тюкавкиной. – М.: Дрофа, 2008. – 592 с.Петров А.А. Органическая химия: учебник для вузов / А.А. Петров, Х.В. Бальян, А.Т. Трощенко. – 5-е изд., перераб. и доп. – СПб.: «Иван Федоров», 2002. – 624 с.ТравеньВ.Ф. Органическая химия: учеб.для вузов. В 2 т. Т. 2 / В.Ф. Травень. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. – 582 с.