Chimia acizilor nucleici
Caracteristicile generale ale acizilor nucleici
O proprietate remarcabilă a celulelor vii este capacitatea lor de a se reproduce cu precizie aproape perfectă pentru multe generații. Desigur, sub influența diferiților factori ai mediului extern și intern, s-au produs anumite schimbări ereditare - mutații - ca urmare a faptului că organismele vii dobândesc noi calități care sporesc sau reduc capacitatea lor de a supraviețui. Cu toate acestea, există toate motivele să credem că, din punct de vedere al dimensiunii, formei și structurii proteinelor de construcție, multe bacterii moderne, de exemplu, sunt similare în multe privințe cu cele care au trăit cu milioane de ani în urmă.
Se demonstrează că acizii nucleici reprezintă baza materială a reproducerii. care stochează informația genetică și o realizează prin sinteza moleculelor de proteine. Specificitatea proteinelor sintetizate determină diversitatea structurală și funcțională a celulelor organelor și țesuturilor, inclusiv la om.
Acizii nucleici sunt compuși cu înaltă moleculară caracterizați printr-o anumită compoziție elementară și descompun pe parcursul hidrolizei în baze azotate, pentoză și acid fosforic.
Acizii nucleici sunt polimeri cu o masă moleculară de câteva mii până la miliarde și constau din numeroși mii de monomeri, mononucleotide. Mononucleotidele care leagă unul cu celălalt formează lanțuri de oligo- și polinucleotide. Acizii nucleici aparțin, de asemenea, polinucleotidelor.
Dezoksiribonukleoproteiny (DNP), concentrate în special în nucleu și în cantități foarte mici întâmpină unele citosolic și ribonucleoproteinic (RNP) efectuează funcția lor în citosol și doar o mică parte din nuclee dit vho-. Oligonucleotidele (NAD + .FAD) sunt implicate în reacțiile de transport al hidrogenului în sistemele de enzime de respirație tisulare. Mononucleotidele, pe lângă participarea lor la formarea de acizi nucleici, sunt participanți la schimbul de energie în celulă, mesageri în acțiunea hormonilor asupra celulelor.
O mononucleotidă (un monomer de acid nucleic) constă dintr-o moleculă bazică azotată, un carbohidrat (pentoză) și un reziduu de acid fosforic:
Bază - pentoză - fosfat
Carbohidrații din mononucleotide sunt reprezentați de pentoză - riboză ideoxiriboză. În consecință, care dintre pentozele este conținută în mononucleotide, acizii nucleici sunt denumiți ribonucleic (ARN) sau deoxiribopucleici (ADN).
Bazele azotului sunt compuși heterociclici cu proprietăți de bază. Acizii nucleici sunt compuși din baze de bază purină și pirimidină. Ele sunt numite și nuclee-baze noi.
Baze purinice în acizi nucleici: adenină - 6-aminopurină și guanină - 2-amino-6-hidroxipurină, desemnate de obicei prin majuscule litere - A și G.
bazele pirimidinice reprezentate de uracil - 2,6-dihidroxipirimidina (U), timina - 5-metiluracil (T) și citozină - 2-hidroxi-6-aminopirimidină (C).
În natură, acești compuși se găsesc atât în formă cetonă, cât și în enol. Cu toate acestea, în compoziția acizilor nucleici, aceștia sunt reprezentați numai prin forma cetonei.
Conectarea bazei azotate cu pentoza este numită nucleozidă. legătura este formată între azot în a 9-a poziție a purinelor sau poziția 3 a bazelor pirimidinei și carbonul în prima poziție de pentoză:
Mononucleotida se formează prin adăugarea de acid fosforic la atomul de carbon 5 al nucleozidului pentoză și are următoarea structură:
Reziduul acidului fosforic este adăugat în mononucleotidă la grupele hidroxil ale pentozelor.
Atomii de carbon ai pentozelor sunt notați cu cifre cu un prim, spre deosebire de valorile atomilor bazei. Un atom de pentoză poate fi atașat la unul până la trei resturi de acid fosforic.
♦ Numele mononucleotidei constă în denumirea nucleozidului, localizarea atașamentului și numărul de resturi de acid fosforic.
♦ Numele ribonucleozidelor seriei purinice are un capăt caracteristic al "-zosinei", iar seria "piridină" -idea ".
♦ În numele mononucleotidelor care conțin deoxiriboză, se folosește un prefix suplimentar "deoxy-".
De exemplu, o nucleozidă constând din adenină și riboză se numește adenozină. Dacă acest reziduu acid fosforic nucleozidic atașat la poziția 5“, o astfel de mono-nucleotidă este numită adenozin acidului 5'-monofosfat sau adenozin-5'-monofosfat sau acid monofosforic adenozină (AMP). Dacă la același atom pentozei atașați acid fosforic un pivot-tatok, respectiv, format nozin acidului iad-5'-difosforic, sau adenozin difosfat sau acid adenozin (ADP), și în final adăugând al treilea reziduu va avea ca rezultat formarea de adenozin Acid 5'-trifosforic sau adenozin trifosfat sau adenozin trifosfat (ATP).
Reziduurile acidului fosforic sunt notate cu α, β și γ, respectiv. Introducerea reziduului p și a reziduului γ crește energia liberă a reacției de hidroliză a acestor compuși la 50 kJ / mol. Această cantitate de energie este stocată în trifosfații nucleozidici și poate fi utilizată pentru a efectua reacții chimice cuplate în energie în celulă. Compușii în care modificările în energia liberă a reacției de hidroliză depășesc valorile de 40 kJ / mol s-au numit macroergeri. Legăturile macroergice în astfel de compuși sunt notate cu simbolul "
“. Cantitatea de nucleotide adenină ATP, ADP și AMP notat sistemul adenilic și este utilizat pe scară largă ca un sistem de bază de împerechere celulară între reacțiile de oxidare care produc energie și procese care consumă energie.
Funcții specifice ale mononucleotidelor.
· Mononucleotide ciclice. În formarea legăturilor fosfoester chiar și cu o singură clorhidrici dintre gruparea hidroxil atomul de carbon Z'ribozei grupă OH și acid fosforic este format în mod tipic prin CEC-adenozină mononucleotid-cristal. Cyclic se numește prin faptul că restul de fosfat închide inelul între atomii 3 'și 5' ai aceleiași pentoze. Astfel de mononucleotide sunt desemnate cu litera "c" (cAMP, cGMP). Sunt realizate mononucleotide ciclice cu ajutorul enzimelor nucleotidice specifice de ciclază din trifosfații nucleozidici corespunzători. Nucleotidele ciclice servesc ca mesageri intracelulari în acțiunea hormonilor pe celulă.
Coenzima A (coenzima A). Unul dintre cei mai importanți intermediari în metabolism este reziduul de acid acetic, care este transferat sub formă de acetat "activ". Activatorul acestui compus este coenzima A (coenzima acilației). Acesta poate fi considerat derivat al AMF: