Пути распада РНК и ДНК

Нуклеиновые кислоты входят в состав нуклеопротеидов, которые распадаются (перевариваются) в желудочно-кишечном тракте. Под влия­нием ферментов желудка и частично соляной кислоты нуклеопротеиды пищи разлагаются на полипептиды и нуклеиновое кислоты. Полипептиды в кишечнике подвергаются гидролитическому расщеплению до свобод­ных аминокислот.

Нуклеиновые кислоты распадаются под действием ферментов сока поджелудочной железы - нуклеаз, аименно рибонуклеаз и дезоксирибонуклеаз. Различают эндонуклеазы и экзоиуклеазы.

Эндонуклеазы разрывают внутренние межнуклеотидные связи в молекулах ДНК и РНК, вызывая деполимеризацию нуклеиновых кислот с образованием олигонуклеотидов. Экзонуклеазы катализируют отщеп­ление концевых мононуклеотидов от ДНК и РНК или от олигонуклеоти­дов.

Эндонуклеазы и экзонуклеазы относятся к гидролазам, т. е.вы­зывают гидролитическое расщепление фосфодиэфирных межмолекулярных связей. Помимо гидролаз имеются нуклеазы класса трансфераз, ка­тализирующие распад нуклеиновых кислот с одновременным трансфор­мированием молекулы.

Большинство рибонуклеаз (РНК-азы) - трансферазы, а именно фосфотрансферазы - они ускоряют реакцию перекоса остатка фосфорной кислоты от 5-го углеродного атома рибозы одного мононуклеотида ко второму углеродному атому рибозы соседнего мононуклеотида. В резуль­тате межнуклеотидная связь разрывается и образуется фосфодиэфирная связь между вторым и третьим углеродными атомами рибозы одного и того же мононуклеотида.

В результате действия различных рибонуклеаз молекулы РНК в конечном итоге распадаются до мононуклеотидов, содержащих цикличе­ски присоединенную фосфатную группировку, которая гидролизуется по схеме:

Рибонуклеозид-3´-фосфат

Кроме того, если гидролиз катализируют 5'-нуклеазы, могут образоваться и рибонуклеозид - 5' - фосфаты.

Дезоксирибонуклеазы (ДНК - азы) относят, как правило, к гидро­лазам. Различают два типа ДНК - аз:

1) ускоряющие реакцию гидролиза ДНК до олигонуклеотидов:

2) ускоряющие гидролиз ДНК и олигодезоксирибонуклеотидов до дезоксирибонуклеозид - 3'(или 5´) - фосфатов:

Таким образом, в результате последовательного действия разно­образных экзо- и эндонуклеаз РНК и ДНК распадаются до рибо- или дезоксирибонуклеозид - 3'(или 5´)-фосфатов, подвергающихся следующим превращениям.

1-я стадия - распад под действием соответствующих 3'- или 5'-нуклеаз с образованием фосфорной кислоты и нуклеозида, например:

Аденозин-5'-монофосфат (АМФ, мононуклеотид)

Аденозин (нуклеозид)

2-я стадия - перенос остатка рибозы или дезоксирибозы от нуклеозида на свободную фосфорную кислоту с образованием рибозо-(или дезоксирибозо) - 1-фосфата и свободного азотистого основания, например:

Уридин

Рибозо-1-фосфат

Урацил

Эта реакция катализируется специфическими для каждого вида нуклеозидов нуклеотрансферазами.

Далее рибозо-1-фосфат участвует в обмене углеводов. Пуриновые и пиримидиновые основания распадаются до простейших азотсодер­жащих продуктов, которые выводятся из организма либо откладываются в нем.