Monomerii ADN. Acizi nucleici. Acid adenozin trifosforic

Acest articol conține informații despre elementele tuturor acizilor nucleici, și anume monomerii săi. Aici veți găsi date despre structura lor, diversitatea speciilor existente etc.

Acidul nucleic - ce este

Cea mai importantă componentă a oricărei celule vegetale, animale, bacteriene și chiar virale este acidul nucleic, care este responsabil de transmiterea, reproducerea și conservarea informațiilor de tip ereditar. Compușii biopolimeri - acizii nucleici - sunt creați prin codificarea nucleotidelor. Acidul ribonucleic (ARN) și acidul dezoxiribonucleic (ADN) sunt acizi nucleici. Monomerii acidului nucleic sunt nucleotide din 5 soiuri, dintre care 3 sunt potrivite atât pentru acizi dioxi- cât și pentru acizi ribonucleici, iar nucleotidele rămase sunt diferite.

Varietate de acizi nucleici

ADN-ul și ARN-ul sunt reprezentanți ai acizilor nucleici, dar acidul ribonucleic din urmă, în conformitate cu funcțiile pentru care este destinat în celulă, poate avea diverse titluri, de exemplu: acid ribonucleic de transport (ARNt) sau acid ribonucleic informațional (ARNm). Cu toate acestea, acest element nu afectează caracteristicile structurale ale utilizatorului. Ce este un monomer de acid nucleic? Raspunsul la aceasta intrebare va fi enumerarea elementelor: riboza si deoxiriboza (tipuri de zaharuri), acidul HPO3, sau mai bine zis, reziduurile acestuia in bazele de timina (uracil) si adenina, guanina si citozina.

Monomerii

Monomerii acizilor nucleici sunt trei componente, așa cum am menționat mai devreme, - aceasta este o monozaharidă, deținătoare de proprietăți heterociclice - baze azotate și un reziduu acid HPO3. Tipurile compozite de monomeri ai acizilor nucleici sunt derivați purinici ai adeninei (A) și guaninei (G) și componente de natură pirimidină: citozine (C), timine (T) și uracil (U). De asemenea, merită să știți despre existența bazelor atipice, care sunt reprezentate de pseudouridine și dihidrouridine.

Monomerii acizilor nucleici sunt substanțe responsabile de funcțiile vitale, inerente atât organismelor procariote, cât și eucariote. Acizii nucleici sunt clasificați în funcție de ce monozaharid este acidul însuși. Riboza pentru tine este reprezentată de riboză, iar acizii nucleici, reprezentați de deoxiriboză, se numesc dezoxiriboză. Diferența dominantă dintre lanțurile de ARN și ADN constă în prezența fie a timinei, fie a uracilului în lanțul moleculei. ADN-ul poartă pirimidină timină, iar ARN-ul poartă uracil. Aceste două nucleotide sunt înlocuite în acești acizi și devin complementare cu adenina.

Monomerii acidului nucleic sunt compuși pe bază de legătură chimică- 3,5-fosfodiester, care formează structuri liniare, iar scopul său este de a lega pentoza din nucleotidă. Acest design al acizilor nucleici permite formarea unei grupări 3-OH libere la un capăt al lanțului și a unei grupări 5-OH la capătul opus al lanțului.

ARN-ul și ADN-ul sunt universale și unice pentru toate organismele. Acest lucru se datorează capacității lor de a transmite și stoca o varietate de informații care poartă ereditate genetică. Aproape fiecare organism viu poartă simultan ambii acizi, bazați atât pe monozaharidă riboză, cât și pe deoxiriboză, și numai virușii - reprezentanți ai unei forme de viață necelulare - conțin o singură formă de acid nucleic.

ADN-ul este o moleculă de polimer formată din mii și chiar milioane de monomeri - dezoxiribonucleotide (nucleotide). ADN-ul se găsește predominant în nucleul celulelor, precum și o cantitate mică în mitocondrii și cloroplaste.

ARN este un polimer al cărui monomer este o ribonucleotidă. ARN-ul se găsește în nucleu și citoplasmă. ARN-ul este o moleculă monocatenar construită în același mod ca unul dintre lanțurile de ADN. Cele trei baze sunt exact același ADN: A, G, C, dar în loc de T prezent în ADN, ARN conține U. În ARN, în loc de carbohidratul dezoxiriboză, este prezentă riboza.
^ 13: Acizi nucleici: structură și funcție. Structura chimică a monomerilor acizilor nucleici (nucleotide și nucleozide, purine și pirimidine).

Acizi nucleici sunt polimeri liniari ai căror monomeri sunt nucleotide. O nucleotidă este formată dintr-o grupare nucleozidă, un fosfat și o pentoză. Polimerii sunt macromolecule care sunt formate din un numar mare unități structurale repetate – monomeri. Monomerii ADN sunt dezoxiribonucleotide, monomerii ARN sunt ribonucleotide.

^ Structura și nomenclatura nucleotidelor. O nucleotidă este formată din trei componente: fosfat - zahăr - bază.

componenta carbohidrat a unei nucleotide reprezentată de riboză sau 2'-dezoxiriboză având o configuraţie D.

^ Baze azotate sunt compuși organici heterociclici care conțin atomi de azot. ADN-ul conține 4 tipuri de baze - adenină (A), guanină (G), citozină (C) și timină (T), ARN include A, G, C și U (uracil). Adenina și guanina sunt derivați ai purinei, citozină, timină și uracil sunt derivați de pirimidină.

Nomenclatură. Un compus format dintr-o bază și un carbohidrat se numește nucleozidă. Bazele azotate sunt legate de atomul de carbon 1' al pentozei printr-o legătură β-glicozidică.

^ Structura primară polimerul este determinat de succesiunea monomerilor din lanț. Nucleotidele sunt legate între ele printr-o legătură 3’,5’-fosfodiester, formând lanțuri de polinucleotide de sute de mii și milioane de nucleotide. Lanțurile scurte de zece până la cincisprezece nucleotide sunt numite oligonucleotide. Fosfatul leagă gruparea 3'-OH a unei nucleotide de gruparea 5'-OH a altei nucleotide.

^ Funcțiile genetice ale acizilor nucleici:1- stocarea informațiilor genetice. 2 - implementarea informaţiei genetice (sinteza unei polipeptide). 3 - transmiterea informațiilor ereditare către celulele fiice în timpul diviziunii celulare și către generațiile ulterioare în timpul reproducerii.
^ 14: Structura primară a ADN-ului (structura și nomenclatura nucleotidelor, formarea unui lanț polinucleotid, direcția lanțului, legătura dintre nucleotide).

ADN-ul este materialul genetic al tuturor formelor de viață celulară, precum și al unui număr de viruși. ADN-ul îndeplinește toate funcțiile acizilor nucleici. ADN-ul se caracterizează printr-o serie de caracteristici: 1 - capacitatea de replicare. 2 - capacitatea de a repara. 3 - capacitatea de a se recombina.

Localizarea ADN-ului în celulă: procariote - citoplasmă (nucleoid, plasmide). Eucariote - nucleu (cromozomi), organoizi (mitocondrii, plastide, centru celular).

^ Structura PRIMARĂ a ADN-ului- acesta este un polimer liniar - un lanț de nucleotide consecutive (dezoxiribonucleotide) legate prin legături 3',5' fosfodiester.

Compoziția dezoxiribonucleotidei include una dintre bazele azotate (A, G, T sau C), o pentoză - dezoxiriboză și un reziduu fosfat. Astfel, dezoxiribonucleotidele diferă doar în baze azotate.

Nucleotidele sunt legate între ele printr-o legătură 3’,5’-fosfodiester, formând lanțuri polinucleotidice. Lanțurile scurte de zece până la cincisprezece nucleotide sunt numite oligonucleotide. Fosfatul leagă gruparea 3'-OH a unei nucleotide de gruparea 5'-OH a altei nucleotide.

Formarea structurii primare este asigurată de două tipuri de legături: glicozidice între baza azotată și carbohidrați și fosfodiester între nucleotide.
^15: Modelul ADN Watson și Crick. Parametrii și structura dublei helix ADN (principiul complementarității, legăturilor de hidrogen și interacțiunilor de stivuire).

Structura secundară a ADN-ului. Molecula de ADN din celulele procariote și eucariote este prezentă numai sub formă de dublu helix, adică. constă din două lanțuri polinucleotidice. Aceste lanțuri sunt complementare, antiparalele și răsucite într-o spirală în jurul unei axe comune. Există 10 perechi de baze pe tură a helixului, diametrul helixului este de 2 nm. Coloana vertebrală zahăr-fosfat este situată în exterior (încărcate negativ), bazele azotate sunt în interiorul helixului și stivuite una deasupra celeilalte. Acest model de structură a ADN-ului a fost propus de J. Watson și F. Crick în 1953.

^ Reguli Chargaff.În 1953, Chargaff a stabilit următoarele modele:

Cantitate purină bazele (A + G) dintr-o moleculă de ADN este întotdeauna egală cu numărul pirimidină baze (T + C).
cantitatea de adenină este egală cu cantitatea de timină [A=T, A/T= 1]; cantitatea de guanină este egală cu cantitatea de citozină [G=C, G/C=1];
raportul dintre cantitatea de guanină și citozină din ADN și cantitatea de adenină și timină este constant pentru fiecare tip de organism viu: [(G+C)/(A+T)=K, unde K este coeficientul de specificitate].

Regulile lui Chargaff, de regulă, sunt efectuate pe dubla helix ADN datorită complementarității adeninei cu timină și guaninei cu citozină. În unele cazuri, conținutul de guanină este mai mare decât cel de citozină datorită metilării unor resturi de citozină din ADN.

^ Principiul complementarității. Bazele azotate dintr-o moleculă de ADN pot forma perechi canonice: A - T, G - C. Aceasta înseamnă că legăturile de hidrogen și o moleculă de ADN se formează numai între baze complementare: două se formează între adenină și timină, trei legături de hidrogen între guanină și citozină .

^ Catenele de ADN sunt antiparalele. Fiecare catenă de ADN are două capete, un capăt 5’ și un capăt 3’. La capătul 5’ al lanțului de polinucleotide, gruparea 5-OH a dezoxiribozei nu este legată de o altă nucleotidă; la celălalt capăt al lanțului, gruparea 3-OH nu este, de asemenea, legată de o altă nucleotidă. Regula antiparalelismului înseamnă că două catene dintr-o moleculă de ADN au direcții opuse. Prin convenție, direcția este luată drept direcția lanțului 5’ → 3’ .

^ Reguli pentru scrierea unei secvențe ADN: sub formă de succesiune de litere care denotă bazele: 5' - GATCCA - 3', sau sub formă de săgeţi cu orientare opusă.

Acizii nucleici sunt compuși organici cu molecul mare, biopolimeri formați din reziduuri de nucleotide. Formele polimerice ale acizilor nucleici se numesc polinucleotide. Lanțurile de nucleotide sunt conectate printr-un reziduu de acid fosforic (legatură fosfodiester). Există două clase de acizi nucleici:

Acid dezoxiribonucleic (ADN). Zahăr - dezoxiriboză, baze azotate: purină - guanină (G), adenină (A), pirimidină timină (T) și citozină (C). ADN-ul constă adesea din două catene de polinucleotide direcționate antiparalel. Modelul structurii spațiale a moleculei de ADN sub formă de dublu helix a fost propus în 1953 de J. Watson și F. Crick.

Acid ribonucleic (ARN). Zahăr - riboză, baze azotate: purină - guanină (G), adenină (A), pirimidină uracil (U) și citozină (C). Structura lanțului de polinucleotide este similară cu cea a ADN-ului. Datorită caracteristicilor ribozei, moleculele de ARN au adesea structuri secundare și terțiare diferite, formând regiuni complementare între diferitele catene.

Molecula de ADN este formată din două lanțuri de polinucleotide răsucite spiralat unul în jurul celuilalt și împreună în jurul unei axe imaginare, adică. este un dublu helix. Diametrul dublei helix ADN este de 2 nm, distanța dintre nucleotidele adiacente este de 0,34 nm și există 10 perechi de nucleotide pe tură a helixului. Lungimea moleculei poate ajunge la câțiva centimetri. Greutatea moleculară - zeci și sute de milioane. Lungimea totală a ADN-ului din nucleul celulei umane este de aproximativ 2 m. În celulele eucariote, ADN-ul formează complexe cu proteinele și are o conformație spațială specifică.

Monomerul ADN - nucleotidă (dezoxiribonucleotidă) - constă din reziduuri a trei substanțe: 1) o bază azotată, 2) o monozaharidă cu cinci atomi de carbon (pentoză), 3) acid fosforic.

Bazele azotate ale acizilor nucleici aparțin claselor pirimidinelor și purinelor. Bazele pirimidinice ale ADN-ului (au un inel în molecula lor) - timină, citozină. Baze purinice (au două inele) - adenină și guanină.

Un lanț polinucleotidic se formează ca rezultat al reacțiilor de condensare a nucleotidelor. În acest caz, se formează o legătură fosfoester între carbonul de 3" al reziduului dezoxiriboză al unei nucleotide și restul de acid fosforic al celeilalte (aparține categoriei de nucleotide puternice). legaturi covalente). Un capăt al lanțului de polinucleotide se termină cu un capăt de 5 "carbon (se numește capătul 5"), celălalt se termină cu un capăt de 3 "carbon (3"). Împotriva unui lanț de nucleotide se află un al doilea lanț. Dispunerea nucleotidelor în aceste două lanțuri nu este întâmplătoare, ci strict definită: timina este întotdeauna situată împotriva adeninei unui lanț din celălalt lanț, iar citozina este întotdeauna situată împotriva guaninei, între adenină și timină apar două legături de hidrogen, trei legături de hidrogen. între guanină şi citozină. Modelul conform căruia nucleotidele diferitelor catene de ADN sunt ordonate strict (adenină - timină, guanină - citozină) și se combină selectiv între ele se numește principiul complementarității. Din principiul complementarității rezultă că secvența de nucleotide a unui lanț determină secvența de nucleotide a altuia. Catenele de ADN sunt antiparalele (opuse), adică. nucleotidele diferitelor lanțuri sunt situate în direcții opuse și, prin urmare, opus capătului 3 al unui lanț se află capătul 5 al celuilalt. Molecula de ADN este uneori comparată cu o scară în spirală. „Balustrada” acestei scări este coloana vertebrală zahăr-fosfat (reziduuri alternative de deoxiriboză și acid fosforic); „treptele” sunt baze azotate complementare.

Funcția ADN-ului este stocarea și transmiterea informațiilor ereditare.

ARN este un polimer ai cărui monomeri sunt ribonucleotide. Spre deosebire de ADN, ARN-ul este format nu din două, ci dintr-un singur lanț de polinucleotide (excepție - unii virusuri care conțin ARN au ARN dublu catenar). Nucleotidele ARN sunt capabile să formeze legături de hidrogen între ele. Lanțurile de ARN sunt mult mai scurte decât lanțurile de ADN. Monomerul ARN - nucleotidă (ribonucleotidă) - constă din reziduuri a trei substanțe:

1) baza azotata,

2) o monozaharidă cu cinci atomi de carbon (pentoză),

3) acid fosforic.

Bazele azotate ale ARN aparțin și ele claselor de pirimidine și purine. Bazele pirimidinice ale ARN - uracil, citozină, baze purinice - adenină și guanină. Monozaharida nucleotidă ARN este reprezentată de riboză. Există trei tipuri de ARN:

1) informații (matrice) ARN - ARNm (ARNm),

2) transfer ARN - ARNt,

3) ARN ribozomal - ARNr.

Toate tipurile de ARN sunt polinucleotide neramificate, au o conformație spațială specifică și participă la procesele de sinteză a proteinelor. Informațiile despre structura tuturor tipurilor de ARN sunt stocate în ADN. Procesul de sinteză a ARN-ului pe un șablon de ADN se numește transcripție.

Valoarea acizilor nucleici: stocarea, transferul și moștenirea informațiilor despre structura moleculelor proteice. Stabilitatea NK este cea mai importantă condiție pentru funcționarea normală a celulelor și a organismelor întregi.

Astfel, acizii nucleici ADN și ARN sunt prezenți în celulele tuturor organismelor vii și îndeplinesc cele mai importante funcții de stocare, transmitere și implementare a informațiilor ereditare.

Partea B

Partea A

EXEMPLE DE SARCINI

A1. Monomerii ADN-ului și ARN-ului sunt

1) baze azotate 3) aminoacizi

2) grupări fosfat 4) nucleotide

A2. Funcția ARN mesager:

1) dublarea informațiilor

2) îndepărtarea informațiilor din ADN

3) transportul aminoacizilor la ribozomi

4) stocarea informațiilor

A3. Indicați a doua catenă de ADN complementară primei: ATT - GCC - TSH

1) UAA - TGG - AAC 3) UCC - GCC - ACG

2) TAA - CHG - AAC 4) TAA - UGG - UUT-uri

A4. Confirmarea ipotezei conform căreia ADN-ul este materialul genetic al celulei este:

1) numărul de nucleotide dintr-o moleculă

2) Personalitatea ADN-ului

3) raportul bazelor azotate (A \u003d T, G \u003d C)

4) raportul de ADN din gameți și celulele somatice (1:2)

A5. Molecula de ADN este capabilă să transmită informații datorită:

1) secvențe de nucleotide

2) numărul de nucleotide

3) capacitatea de a se autodubla

4) spiralizarea moleculei

A6. În ce caz este indicată corect compoziția uneia dintre nucleotidele ARN?

1) timină - riboză - fosfat

2) uracil - dezoxiriboză - fosfat

3) uracil - riboză - fosfat

4) adenina - dezoxiriboza - fosfat

ÎN 1. Selectați caracteristicile moleculei de ADN

1) Moleculă cu un singur lanț

2) Nucleotide - ATUC

3) Nucleotide - ATHC

4) Glucide – riboză

5) Glucide – dezoxiriboză

6) Capabil de replicare

ÎN 2. Selectați funcțiile caracteristice moleculelor de ARN celulei eucariote

1) distribuirea informațiilor ereditare

2) transmiterea informațiilor ereditare la locul sintezei proteinelor

3) transportul aminoacizilor la locul sintezei proteinelor

4) inițierea replicării ADN-ului

5) formarea structurii ribozomului

6) stocarea informațiilor ereditare

C1. Stabilirea structurii ADN-ului a făcut posibilă rezolvarea unui număr de probleme. Care au fost, în opinia dumneavoastră, aceste probleme și cum au fost ele rezolvate în urma acestei descoperiri?

C2. Comparați acizii nucleici după compoziție și proprietăți.

2.4. Structura celulelor pro- și eucariote. Relația dintre structura și funcțiile părților și organelelor celulei este baza integrității acesteia

Principalii termeni și concepte testate în lucrarea de examen: Aparatul Golgi, vacuole, membrana celulară, teoria celulară, leucoplaste, mitocondrii, organite celulare, plastide, procariote, ribozomi, cloroplaste, cromoplaste, cromozomi, eucariote, nucleu.

Fiecare celulă este un sistem. Aceasta înseamnă că toate componentele sale sunt interconectate, interdependente și interacționează între ele. De asemenea, înseamnă că întreruperea activității unuia dintre elementele acestui sistem duce la modificări și întreruperi în funcționarea întregului sistem. O colecție de celule formează țesuturi, diverse țesuturi formează organe și organe, care interacționează și funcționează functia generala formează sisteme de organe. Acest lanț poate fi continuat mai departe și o puteți face singur. Principalul lucru de înțeles este că orice sistem are o anumită structură, nivel de complexitate și se bazează pe interacțiunea elementelor care îl compun. Mai jos sunt tabele de referință care compară structura și funcția celulelor procariote și eucariote și, de asemenea, analizează structura și funcția acestora. Analizați cu atenție aceste tabele, deoarece în lucrările de examen se pun destul de des întrebări care necesită cunoașterea acestui material.

Mai ales ADN-ul este destul de bine cunoscut în știință. Acest lucru se explică prin faptul că acestea sunt substanțele celulei, de care depinde stocarea și transmiterea informațiilor sale ereditare. ADN-ul, descoperit în 1868 de F. Miescher, este o moleculă cu pronunțat proprietăți acide. Omul de știință l-a izolat din nucleele leucocitelor - celule sistem imunitar. În următorii 50 de ani, studiile asupra acizilor nucleici au fost efectuate sporadic, deoarece majoritatea biochimiștilor considerau proteinele principalele substanțe organice responsabile, printre altele, de trăsăturile ereditare.

De la decodificarea efectuată de Watson și Crick în 1953, au început cercetări serioase, care au descoperit că acidul dezoxiribonucleic este un polimer, iar nucleotidele servesc ca monomeri ADN. Tipurile și structura lor vor fi studiate de noi în această lucrare.

Nucleotidele ca unități structurale ale informațiilor ereditare

Una dintre proprietățile fundamentale ale materiei vii este păstrarea și transmiterea informațiilor despre structura și funcțiile atât ale celulei, cât și ale întregului organism. Acest rol este jucat de monomerii ADN - nucleotidele sunt un fel de „cărămizi” din care este construit designul unic al substanței eredității. Să luăm în considerare ce semne ghidate Natura vie creând o supercoilă de acid nucleic.

Cum se formează nucleotidele?

Pentru a răspunde la această întrebare, avem nevoie de câteva cunoștințe din domeniul chimiei. compusi organici. În special, amintim că în natură există un grup de glicozide heterociclice care conțin azot combinate cu monozaharide - pentoze (dezoxiriboză sau riboză). Se numesc nucleozide. De exemplu, adenozina și alte tipuri de nucleozide sunt prezente în citosolul unei celule. Ei intră într-o reacție de esterificare cu molecule de acid ortofosforic. Produsele acestui proces vor fi nucleotidele. Fiecare monomer ADN, și există patru tipuri de ele, are un nume, de exemplu, guanină, timină și nucleotidă de citozină.

Monomerii ADN purinic

În biochimie, a fost adoptată o clasificare care împarte monomerii ADN și structura lor în două grupe: de exemplu, nucleotidele de adenină și guanină sunt purine. Conțin derivați de purină - materie organică având formula C5H4N4. Monomerul ADN, o nucleotidă de guanină, conține, de asemenea, o bază de azot purinic conectată la dezoxiriboză printr-o legătură N-glicozidică în configurația beta.

Nucleotide pirimidinice

Bazele azotate numite citidină și timidină sunt derivați ai substanței organice pirimidină. Formula sa este C 4 H 4 N 2. Molecula este un heterociclu plan cu șase membri care conține doi atomi de azot. Se știe că în loc de nucleotide de timină, molecule precum ARNr, ARNt și ARNm conțin un monomer uracil. În procesul de transcripție, în timpul eliminării informațiilor de la gena ADN în molecula de ARNm, nucleotida de timină este înlocuită cu adenină, iar nucleotida de adenină cu uracil în lanțul de ARNm sintetizat. Adică, următorul record va fi corect: A - U, T - A.

regula lui Chargaff

În secțiunea anterioară, am atins deja parțial principiile corespondenței dintre monomerii din lanțurile ADN și din complexul genă-ARNm. Celebrul biochimist E. Chargaff a stabilit o proprietate complet unică a moleculelor de acid dezoxiribonucleic, și anume că numărul de nucleotide de adenină din acesta este întotdeauna egal cu timină, iar guanina - cu citozină. Principala bază teoretică a principiilor lui Chargaff a fost cercetările lui Watson și Crick, care au stabilit ce monomeri formează molecula de ADN și care organizarea spațială ei au. Un alt model, derivat de Chargaff și numit principiul complementarității, indică relația chimică dintre bazele purinice și pirimidinice și capacitatea acestora de a forma legături de hidrogen atunci când interacționează între ele. Aceasta înseamnă că aranjarea monomerilor în ambele catene de ADN este strict determinată: de exemplu, opus A primei catene de ADN, poate fi localizat doar T din cealaltă și între ele iau două legături de hidrogen. Vizavi de nucleotida guanină, numai citozina poate fi localizată. În acest caz, între bazele azotate se formează trei legături de hidrogen.

Rolul nucleotidelor în codul genetic

Pentru a desfășura reacția de biosinteză a proteinelor care are loc în ribozomi, există un mecanism de traducere a informațiilor despre compoziția de aminoacizi a peptidei din secvența de nucleotide ARNm în secvența de aminoacizi. S-a dovedit că trei monomeri adiacenți poartă informații despre unul dintre cei 20 de aminoacizi posibili. Acest fenomen este numit în rezolvarea problemelor. biologie moleculara este folosit atât pentru a determina compoziția de aminoacizi a unei peptide, cât și pentru a clarifica întrebarea: ce monomeri formează o moleculă de ADN, cu alte cuvinte, care este compoziția genei corespunzătoare. De exemplu, tripletul AAA (codonul) din genă codifică aminoacidul fenilalanina din molecula de proteină, iar în codul genetic va corespunde tripletului UUU din lanțul ARNm.

Interacțiunea nucleotidelor în procesul de replicare a ADN-ului

După cum sa descoperit mai devreme, unitățile structurale, monomerii ADN sunt nucleotide. Secvența lor specifică în lanțuri este șablonul pentru procesul de sinteză a moleculei fiice a acidului dezoxiribonucleic. Acest fenomen are loc în stadiul S al interfazei celulare. Secvența de nucleotide a noii molecule de ADN este asamblată pe lanțurile părinte sub acțiunea enzimei ADN polimerază, ținând cont de (A - T, D - C). Replicarea se referă la reacții sinteza matriceală. Aceasta înseamnă că monomerii ADN și structura lor din lanțurile părinte servesc drept bază, adică matricea copiei sale secundare.

Se poate schimba structura unei nucleotide?

Apropo, să spunem că acidul dezoxiribonucleic este o structură foarte conservatoare a nucleului celular. Există o explicație logică pentru aceasta: nucleul stocat în cromatină trebuie să fie neschimbat și copiat fără distorsiuni. Ei bine, genomul celular este în mod constant „sub arma” factorilor de mediu. De exemplu, atât de agresiv compuși chimici precum alcoolul, drogurile, radiațiile radioactive. Toți sunt așa-numiți mutageni, sub influența cărora orice monomer ADN își poate schimba structura chimica. O astfel de distorsiune în biochimie se numește mutație punctuală. Frecvența apariției lor în genomul celular este destul de mare. Mutațiile sunt corectate prin funcționarea corectă a sistemului de reparare celulară, care include un set de enzime.

Unele dintre ele, de exemplu, restrictazele, nucleotidele deteriorate „decupează”, polimerazele asigură sinteza monomerilor normali, ligazele „cosă” secțiunile restaurate ale genei. Dacă, din anumite motive, mecanismul descris mai sus nu funcționează în celulă și monomerul ADN defect rămâne în molecula sa, mutația este preluată de procesele de sinteză a matricei și se manifestă fenotipic sub formă de proteine cu proprietăți afectate, incapabili să îndeplinească funcțiile necesare inerente acestora în metabolismul celular. Acesta este un factor negativ grav care reduce viabilitatea celulei și îi scurtează durata de viață.