Химическое строение нуклеиновых кислот

Нуклеиновые кислоты – это биологические полимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. Каждый нуклеотид содержит азотистое основание определенного типа, пентозу (рибозу или дезоксирибозу) и фосфорную кислоту.

Азотистые основания. Выделяют 2 вида азотистых оснований – пурины и пиримидины. Пурины содержат два кольца - 5-ти и 6-тичленное – это аденин и гуанин (рис.3).

Аденин Гуанин

Рис. 3. Строение пуриновых азотистых оснований.

Пиримидины образованы одним 6-тичленным кольцом – это тимин, урацил и цитозин (рис.4).

Цитозин Тимин Урацил

Рис. 4. Строение пиримидиновых азотистых оснований.

Основания принято обозначать первой буквой их названия: Аденин-А, Тимин-Т, Гуанин-Г, Цитозин-Ц, Урацил-У.

Сахар – рибоза или дезоксирибоза (рис.5). В зависимости от сахара различают 2 вида нуклеиновых кислот – ДНК и РНК.

Рибоза Дезоксирибоза

Рис. 5. Пентозы нуклеиновых кислот.

Фосфорная кислота – придает нуклеиновым кислотам кислотные свойства (рис.6).

Рис. 6. Фосфорная кислота.

Нуклеозид

При соединении сахара с азотистым основанием образуется нуклеозид. При соединении нуклеозида с фосфорной кислотой образуется нуклеотид. Нуклеотиды отличаются друг от друга природой сахаров и оснований (рис.7).

Рис. 7. Строение нуклеозида и нуклеотида.

Молекула нуклеотида ассиметрична. Начинается нуклеотид фосфорной кислотой, которая присоединяется к 5' – углероду собственного сахара, а к 1' – углероду сахара присоединяется азотистое основание (рис.7). Таким образом, в химическом строение нуклеотида заложено направление транскрипции, трансляции, репликации ДНК от 5 ' конца к 3 ' концу.

ДНК и РНК всех живых организмов образованы сочетанием 4-х типов нуклеотидов (табл.1).

Таблица 1.

Виды нуклеотидов ДНК и РНК.

ДНК	РНК
Дезоксиаденозинмонофосфат Тимидинмонофосфат Дезоксигуанозинмонофосфат Дезоксицитидинмонофосфат	Аденозинмонофосфат Уридинмонофосфат Гуанозинмонофосфат Цитидинмонофосфат

Нуклеотиды соединяются в полинуклеотидную цепь прочными ковалентными фосфодиэфирными связями: к 3' углероду сахара предыдущего нуклеотида присоединяется остаток фосфорной кислоты следующего нуклеотида (рис.8).

Таким образом, полинуклеотидная цепь представляет из себя сахаро – фосфатный остов, к которому перпендикулярно присоединены азотистые основания.