İnsan orqanizmində çoxlu sayda üzvi birləşmələr var, onsuz hər kəsin həyati funksiyalarını dəstəkləyən metabolik proseslərin sabit gedişini təsəvvür etmək mümkün deyil. Bu maddələrdən biri nukleotidlərdir - bunlar informasiya məlumatlarının ötürülməsində, həmçinin hüceyrədaxili enerjinin buraxılması ilə kimyəvi reaksiyalarda mühüm rol oynayan nukleozidlərin fosfor efirləridir.

Müstəqil üzvi vahidlər kimi onlar bütün nuklein turşularının və əksər koenzimlərin doldurucu tərkibini təşkil edirlər. Nükleozid fosfatların nə olduğunu və insan orqanizmində hansı rol oynadığını daha ətraflı nəzərdən keçirək.

Nukleotid maddəsi nədən ibarətdir? O, biokimyəvi xassələrinə görə N-qlikozidlər kimi təsnif edilən və qlükoza molekulları və azot atomu ilə əlaqəli heterosiklik fraqmentləri ehtiva edən fosfor turşuları və nukleozidlər qrupuna aid olan son dərəcə ester hesab olunur.

Təbiətdə ən çox yayılmış nukleotidlər DNT-dir.

Bundan əlavə, oxşar struktur xüsusiyyətləri olan üzvi maddələr də fərqlənir: ribonukleotidlər, həmçinin deoksiribonukleotidlər. Onların hamısı, istisnasız olaraq, mürəkkəb quruluşa malik polimer tipli bioloji maddələrə aid monomer molekullardır.

Onlardan ən sadə mikroorqanizmlərdən və virus infeksiyalarından tutmuş insan orqanizminə qədər bütün canlıların RNT və DNT-si əmələ gəlir.

Nukleozid fosfatlar arasında fosforun molekulyar strukturunun qalan hissəsi iki, üç, bəzi hallarda isə beş hidroksil qrupu ilə eyni vaxtda efir bağı əmələ gətirir. Demək olar ki, bütün nukleotidlər, istisnasız olaraq, ortofosfor turşusu qalıqlarından əmələ gələn əsas maddələrdir, buna görə də onların bağları sabitdir və daxili və xarici mühitin əlverişsiz amillərinin təsiri altında parçalanmır.

Qeyd! Nukleotidlərin quruluşu həmişə mürəkkəbdir və monoesterlərə əsaslanır. Stress faktorlarının təsiri altında nukleotidlərin ardıcıllığı dəyişə bilər.

Bioloji rol

Canlıların orqanizmində gedən bütün proseslərin gedişatına nukleotidlərin təsirini hüceyrədaxili məkanın molekulyar quruluşunu öyrənən alimlər öyrənirlər.

Dünyanın müxtəlif ölkələrindən olan alimlərin uzun illər ərzində apardıqları işlərin nəticələrinə əsasən əldə edilmiş laboratoriya nəticələrinə əsasən, nukleozid fosfatların aşağıdakı rolu fərqləndirilir:

• universal həyati enerji mənbəyi, bunun sayəsində hüceyrələr qidalanır və müvafiq olaraq daxili orqanları, bioloji mayeləri, epitel örtüyü və damar sistemini meydana gətirən toxumaların normal fəaliyyəti təmin edilir;
• istənilən növ hüceyrələrdə qlükoza monomerlərinin daşıyıcısıdır (bu, karbohidrat mübadiləsinin formalarından biridir, şəkər istehlak edildikdə, həzm fermentlərinin təsiri altında, nukleozid fosfatlarla birlikdə bədənin hər küncünə daşınan qlükoza çevrilir. );
• bir koenzim funksiyasını yerinə yetirir (hüceyrələri qida maddələri ilə təmin etməyə kömək edən vitamin və mineral birləşmələr);
• kompleks və siklik mononükleotidlər qan axını ilə birlikdə yayılan hormonların bioloji keçiriciləridir, həmçinin sinir impulslarının təsirini artırır;
• pankreas toxumaları tərəfindən istehsal olunan həzm fermentlərinin fəaliyyətini allosterik şəkildə tənzimləyir.

Nukleotidlər nuklein turşularının bir hissəsidir. Onlar üç və beş fosfodiester bağları ilə bağlanır. Ömrlərini molekulyar biologiyaya həsr etmiş genetiklər və alimlər nukleozid fosfatlar üzərində laboratoriya tədqiqatlarını davam etdirirlər, buna görə də hər il dünya nukleotidlərin xassələri haqqında daha maraqlı şeylər öyrənir.

Nukleotid ardıcıllığı genetik tarazlığın bir növü və DNT strukturunda amin turşularının düzülüşü tarazlığı, nuklein turşularının tərkibində efir qalıqlarının yerləşdirilməsinin özünəməxsus qaydasıdır.

Təhlil üçün seçilmiş bioloji materialın ənənəvi ardıcıllıq üsulu ilə müəyyən edilir.

T - timin;

A - adenin;

G - guanin;

C - sitozin;

R – GA adenin guanin və purin əsasları ilə kompleksdə;

Y – TC pirimidin birləşmələri;

K – keto qrupu olan GT nukleotidləri;

M – amin qrupuna daxil olan AC;

S – GC güclü, üç hidrogen birləşməsi ilə fərqlənir;

W - AT qeyri-sabitdir, yalnız iki hidrogen bağı yaradır.

Nukleotidlərin ardıcıllığı dəyişə bilər və latın hərfləri ilə təyinatlar efir birləşmələrinin düzülmə sırasının bilinmədiyi, əhəmiyyətsiz olduğu və ya ilkin tədqiqatın nəticələrinin artıq mövcud olduğu hallarda zəruridir.

Nukleozid fosfatların ən çox variantı və birləşmələri DNT üçün xarakterikdir. RNT efir birləşmələrini yazmaq üçün A, C, G, U simvolları kifayətdir.Son hərf işarəsi yalnız RNT-də olan uridin maddəsidir. Simvolik qeydlər ardıcıllığı həmişə boşluq olmadan yazılır.

Faydalı video: nuklein turşuları (DNT və RNT)

DNT-də nə qədər nukleotid var

Nə haqqında danışdığımızı mümkün qədər təfərrüatlı şəkildə başa düşmək üçün DNT-nin özünü aydın şəkildə başa düşməlisiniz. Bu, uzunsov bir formaya malik olan və struktur elementlərdən, yəni nukleozid fosfatlardan ibarət olan ayrı bir molekul növüdür. DNT-də neçə nukleotid var? DNT-nin bir hissəsi olan bu tip 4 növ efir birləşmələri var. Bunlar adenin, timin, sitozin və guanindir. Onların hamısı DNT-nin molekulyar quruluşunun əmələ gəldiyi bir zəncir təşkil edir.

DNT-nin quruluşu ilk dəfə 1953-cü ildə Amerika alimləri Frensis Krik və Ceyms Uotson tərəfindən deşifrə edilmişdir. Dezoksiribonuklein turşusunun bir molekulunda iki nukleozid fosfat zənciri var. Onlar elə yerləşdirilib ki, öz oxu ətrafında dönən spiral kimi görünürlər.

Qeyd! DNT-də nukleotidlərin sayı sabitdir və yalnız dörd növlə məhdudlaşır - bu kəşf bəşəriyyəti tam insanın genetik kodunu deşifrə etməyə yaxınlaşdırıb.

Bu halda molekulun strukturunun bir mühüm xüsusiyyəti vardır. Bütün nukleotid zəncirləri tamamlayıcı xüsusiyyətə malikdir. Bu o deməkdir ki, yalnız müəyyən tipli eterik birləşmələr bir-birinə qarşı yerləşdirilir. Məlumdur ki, adenin həmişə timinlə üzbəüz yerləşir. Sitozin qarşısında guanindən başqa heç bir maddə tapıla bilməz. Belə nukleotid cütləri tamamlayıcılıq prinsipini təşkil edir və bir-birindən ayrılmazdır.

Çəki və uzunluq

Mürəkkəb riyazi hesablamaların və laboratoriya tədqiqatlarının köməyi ilə alimlər dezoksiribonuklein turşusunun molekulyar strukturunu təşkil edən efir birləşmələrinin dəqiq fiziki və bioloji xassələrini təyin edə bildilər.

Məlumdur ki, tək bir polipeptid zəncirindəki amin turşularından ibarət bir hüceyrədaxili qalığın uzadılmış uzunluğu 3,5 angstromdur. Bir molekulyar qalığın orta kütləsi 110 amu təşkil edir.

Bundan əlavə, nukleotid tipli monomerlər də təcrid olunur, onlar yalnız amin turşularından deyil, həm də efir komponentlərinə malikdirlər. Bunlar DNT və RNT monomerləridir. Onların xətti uzunluğu birbaşa nuklein turşusu daxilində ölçülür və ən azı 3,4 angstromdur. Bir nukleozid fosfatın molekulyar çəkisi 345 amu daxilindədir. Bunlar təcrübələrə, genetik tədqiqatlara və digər elmi fəaliyyətlərə həsr olunmuş praktiki laboratoriya işlərində istifadə olunan ilkin məlumatlardır.

Tibbi təyinatlar

Genetika bir elm olaraq insanın və digər canlıların DNT-sinin strukturunun molekulyar səviyyədə araşdırılmadığı bir dövrdə inkişaf etmişdir. Buna görə də, pre-molekulyar genetika dövründə nukleotid bağları DNT molekulunun strukturunda ən kiçik element kimi təyin edilmişdir. Həm əvvəllər, həm də hazırda bu tip əsas maddələrə məruz qalmışdır. Bu, kortəbii və ya induksiya ola bilər, buna görə də "recon" termini zədələnmiş strukturu olan nukleozid fosfatları təyin etmək üçün də istifadə olunur.

Nukleotid bağlarının azotlu birləşmələrində mümkün mutasiyaların baş verməsi konsepsiyasını müəyyən etmək üçün "mouton" termini istifadə olunur. Bu təyinatlar bioloji materialla laboratoriya işlərində daha çox tələb olunur. Onlar həmçinin DNT molekullarının quruluşunu, irsi məlumatların ötürülmə yollarını, kodlaşdırma üsullarını və iki cinsi partnyorun genetik potensialının birləşməsi nəticəsində əldə edilən genlərin mümkün birləşmələrini öyrənən genetik alimlər tərəfindən istifadə olunur.

ilə təmasda

1944-cü ilə qədər O.Averi və onun həmkarları K.Makleod və M.Makkarti pnevmokoklarda DNT-nin transformasiyaedici fəaliyyətini kəşf etdilər. Bu müəlliflər bakteriyalarda transformasiya (irsi xüsusiyyətlərin ötürülməsi) fenomenini təsvir edən Qriffitin işini davam etdirdilər. O.Averi, K.Makleod, M.Makkarti göstərmişlər ki, zülallar, polisaxaridlər və RNT çıxarıldıqda bakteriyaların transformasiyası pozulmur, induksiya edən maddə dezoksiribonukleaza fermentinin təsirinə məruz qaldıqda isə transformasiyaedici aktivlik yox olur.

Bu təcrübələr ilk dəfə DNT molekulunun genetik rolunu nümayiş etdirdi. 1952-ci ildə A.Herşi və M.Çeyz T2 bakteriofaqı üzərində aparılan təcrübələrdə DNT K molekulunun genetik rolunu təsdiq etdilər. Onun zülalını radioaktiv kükürdlə, DNT-sini isə radioaktiv fosforla etiketləyərək, E. coli-ni bu bakterial virusla yoluxdurmuşlar. Faq nəslində çoxlu miqdarda radioaktiv fosfor və yalnız S-in izləri aşkar edildi.Bundan belə nəticə çıxdı ki, bakteriyaya nüfuz edən faq zülalı deyil, DNT olub və sonra replikasiyadan sonra fag nəslinə ötürülüb.

1. DNT nukleotid quruluşu. Nukleotidlərin növləri.

Nukleotid DNT-dən ibarətdir

Azot bazası (DNT-də 4 növ: adenin, timin, sitozin, guanin)

Deoksiriboza monoşəkər

Fosfor turşusu

Nukleotid molekuluüç hissədən ibarətdir - beş karbonlu şəkər, azotlu əsas və fosfor turşusu.

Şəkər daxildir nukleotid tərkibi, beş karbon atomunu ehtiva edir, yəni pentozadır. Nukleotiddə mövcud olan pentoza növündən asılı olaraq iki növ nuklein turşusu var - tərkibində riboza olan ribonuklein turşuları (RNT) və dezoksiriboza olan dezoksiribonuklein turşuları (DNT). Dezoksiribozada 2-ci karbon atomunda OH qrupu H atomu ilə əvəz olunur, yəni riboza nisbətən bir az oksigen atomuna malikdir.

Hər ikisində nuklein turşularının növləri tərkibində dörd müxtəlif növ əsas var: onlardan ikisi purinlər sinfinə, ikisi isə pirimidinlər sinfinə aiddir. Bu birləşmələrin əsas xarakterini halqaya daxil olan azot verir. Purinlərə adenin (A) və guanin (G), pirimidinlərə isə sitozin (C) və timin (T) və ya urasil (U) (müvafiq olaraq DNT və ya RNT-də) daxildir. Timin kimyəvi cəhətdən urasilə çox yaxındır (bu, 5-metilurasildir, yəni 5-ci karbon atomunun metil qrupuna malik olduğu urasildir). Purin molekulunun iki, pirimidin molekulunun isə bir halqası var.

Nukleotidlər bir nukleotidin şəkəri və digərinin fosfor turşusu vasitəsilə güclü kovalent bağla bir-birinə bağlanır. Çıxır polinükleotid zənciri. Bir ucunda sərbəst fosfor turşusu (5' ucu), digər ucunda isə sərbəst şəkər (3' ucu) var. (DNT polimeraza yalnız 3' ucunda yeni nukleotidlər əlavə edə bilər.)

İki polinükleotid zənciri azotlu əsaslar arasında zəif hidrogen bağları ilə bir-birinə bağlıdır. 2 qaydaya əməl olunur:

tamamlayıcılıq prinsipi: adeninin qarşısında həmişə timin, əks sitozin - guanin (onlar forma və hidrogen bağlarının sayına görə bir-birinə uyğun gəlir - A və G arasında iki, C və G arasında isə 3 bağ var).

antiparalellik prinsipi: burada bir polinükleotid zəncirinin 5' ucu, digərinin 3' ucu var və əksinə.

Çıxır ikiqat zəncir DNT.

O, içəri bükülür ikiqat sarmal, spiralın bir növbəsi 3,4 nm uzunluğundadır və 10 nukleotid cütünü ehtiva edir. Azotlu əsaslar (genetik məlumatların qoruyucuları) spiral içərisində qorunur.

Nukleotid tərkibi, yəni. nukleotid komponentlərinin dəsti və nisbəti nuklein turşularının çox mühüm xarakteristikası kimi çıxış edir. Nuklein turşularının tərkibini təyin etməyin əsas üsullarından biri onların hidrolitik parçalanma məhsullarının öyrənilməsinə əsaslanır. Polinukleotidlərdəki nukleotidlərarası bağlar ester bağları olduğundan, polinükleotid zəncirləri həm turşu, həm də qələvi mühitlərdə hidroliz etmək qabiliyyətinə malikdir.

Yan proseslərin yaratdığı fəsadlar səbəbindən DNT-nin kimyəvi hidrolizi demək olar ki, istifadə edilmir. Nükleazların təsiri altında DNT-nin enzimatik hidrolizi daha üstündür. Tipik olaraq, bu məqsədlə ester bağını fosfor turşusu (fosfodiesterazlar və fosfomonoesterazlar) ilə parçalayan fermentləri ehtiva edən ilan zəhərindən istifadə olunur. Nukleazlar nuklein turşusunun növünə xasdır; ribonukleazlara və dezoksiribonukleazalara bölünürlər.

Nuklein turşusu komponentlərinin ayrılması və identifikasiyası fiziki-kimyəvi üsullardan istifadə etməklə həyata keçirilir. Xromatoqrafik üsullar mürəkkəb qarışıqları ayırmaqda çox mühüm rol oynayır. Aromatik xarakterinə görə 260 nm ətrafında nəzərəçarpacaq udma qabiliyyətinə malik olan pirimidin və purin əsasları adətən UV spektroskopiyasından istifadə etməklə müəyyən edilir. Nukleotidlər asidik təbiətli olduğundan və ionlaşmış vəziyyətdə ola bildiyindən, onların identifikasiyası üçün elektroforez də istifadə olunur.

Nukleotid tərkibinin müəyyən edilməsi ilə yanaşı, ən vacib vəzifə nukleotid ardıcıllığının qurulmasıdır, yəni. nukleotid vahidlərinin növbə sırası. Ümumi yanaşma blok metodundan istifadə etməkdir: birincisi, polinükleotid zənciri istiqamət üzrə daha kiçik bloklara - oliqomerlərə bölünür və onlarda nukleotid ardıcıllığı müəyyən edilir. Birinci dəfə ilə müqayisədə hədəfi müxtəlif yerlərdə fraqmentlərə bölən ikinci dəfə parçalayıcı maddələrdən istifadə etməklə bu analiz iki dəfə təkrarlanır. Polinükleotid zənciri kifayət qədər qısa fraqmentlərə bölünür. Daha uzun oliqonukleotidləri öyrənmək hələ də çətindir.

Nuklein turşularının ilkin strukturu pentozalar və fosfat qrupları arasında efir bağları ilə bağlanmış nukleotid vahidlərinin təbiəti və ardıcıllığı ilə müəyyən edilir (Şəkil 13).

düyü. 13. Nuklein turşusu zəncirinin kəsiyinin ilkin quruluşu

DNT molekulunda RNT molekulundan əhəmiyyətli dərəcədə daha çox nukleotid qalıqları var. DNT-nin molekulyar çəkisi təxminən 10 milyondur; DNT hüceyrə şəraitində həll olunmur. İnsan DNT molekullarının uzunluğu təxminən 3 - 5 sm-dir; RNT molekulu daha qısadır - 0,01 sm-dən azdır.

Nuklein turşularının ikincil quruluşu. İkinci dərəcəli quruluşa görə, DNT polinükleotid zənciri purin və pirimidin əsaslarının içəriyə doğru yönəldiyi ikiqat spiraldır. Bir zəncirin purin bazası ilə digər zəncirin pirimidin əsası arasında bu quruluşu sabitləşdirən hidrogen bağları vardır. Hidrogen bağları ilə bağlanmış cütlər əmələ gətirən əsaslar deyilir tamamlayıcı. DNT-də aşağıdakılar tamamlayıcı olacaq: adenin - öz aralarında iki hidrogen bağı yaradan timin və üç hidrogen bağı ilə bağlanan guanin - sitozin (şəkil 14). Bu o deməkdir ki, bir zəncirdəki adenin və guaninin purin əsasları digər zəncirdəki pirimidin əsasları timin və sitozin ilə uyğun olacaq. İkiqat spiral meydana gətirən polinükleotid zəncirləri eyni deyil, bir-birini tamamlayır.

düyü. 14. Quanin - sitozin (a), adenin - timin (b) əsas cütündəki hidrogen bağları

DNT makromolekulları sabit diametrli qoşa spiral şəklində hidrogen bağlarından istifadə edərək cüt-cüt bir-birinə bağlanır (şək. 15). Nuklein əsas qalıqları diametri təxminən 2 nm olan spiralın içərisinə yönəldilmişdir.

Spiralın hər döngəsində 10 əsas cüt var. Bu quruluşun ən böyük sabitliyini təmin etmək üçün mümkün qədər çox hidrogen bağı olmalıdır. Yalnız bu şərt yerinə yetirildikdə, yan qrupların ümumi ölçülərinin eksperimental olaraq sübut edilmiş sabitliyi və qoşa spiralın diametrinin bütün uzunluğu boyunca sabitliyi təmin edilir. Tamamlayıcılıq prinsipi hər iki zəncirdəki halqaların ardıcıllığının bu qarşılıqlı şərtiliyindədir.

Zəncirlərin bir-birini tamamlaması və halqaların ardıcıllığı nuklein turşularının ən mühüm funksiyalarının kimyəvi əsasını təşkil edir: DNT irsi məlumatların saxlanması və ötürülməsidir, RNT isə zülalların biosintezində birbaşa iştirak edir. DNT-nin molekulyar çəkisi bir neçə milyondan on milyardlarla, RNT üçün on minlərlə ilə bir neçə milyon arasında dəyişir.

Baza komplementarlığı müxtəlif mənşəli DNT-nin nukleotid tərkibini tənzimləyən E.Çarqaff tərəfindən tərtib edilmiş qanunların əsasında dayanır.

Chargaff qaydaları:

1) purin əsaslarının sayı pirimidin əsaslarının sayına bərabərdir, yəni. (A+G)=(C+T).

2) Adeninin miqdarı timin miqdarına bərabərdir (A=T); eynilə guaninin miqdarı sitozinin miqdarına bərabərdir (G=C).

3) Pirimidinin 4-cü və purin nüvəsinin 6-cı mövqeyində amin qrupu olan əsasların sayı eyni mövqelərdə okso qrupu olan əsasların sayına bərabərdir. Bu o deməkdir ki, A+C=G+T.

RNT üçün Chargaff qaydaları ya yerinə yetirilmir, ya da müəyyən yaxınlaşma ilə yerinə yetirilir. Bu, RNT-də çoxlu kiçik əsasların olması ilə əlaqədardır.

DNT makromolekulunu spiral pilləkənlə müqayisə etmək onun şirallığını göstərir. Həqiqətən, təbii DNT optik aktivliyə malikdir. Eyni zamanda, DNT-ni təşkil edən nukleotidlərin qarışıqları, həmçinin nizamsız polinükleotik zəncirlər optik cəhətdən qeyri-aktivdir. Bu onu göstərir ki, təbii DNT-nin optik aktivliyi onların ikinci dərəcəli strukturunun xirallığı ilə bağlıdır.

Sarmal çərçivəsi alternativ karbohidrat və fosfat qalıqlarından əmələ gəlir. Ətrafdakı sulu mühit spiralın hidrofilik hissəsi ilə təmasdadır, lakin spiralın daxili hissəsi (əsas) su ilə təmasda deyil.

DNT molekulu, bir RNT molekulundan fərqli olaraq, əksər hallarda bir-birini tamamlayan iki bükülmüş zəncirdən ibarətdir. Dönüşün uzunluğundan və spiralın bucağından, həmçinin onun bir sıra digər həndəsi parametrlərindən asılı olaraq ondan çox müxtəlif sifarişli spiral DNT strukturları fərqləndirilir. Bu strukturların sabitləşməsində spiral boyunca hərəkət edən hidrogen bağları ilə yanaşı, qonşu məkanca yaxın azotlu əsaslar arasında spiral boyunca istiqamətlənmiş molekullararası qarşılıqlı təsirlər mühüm rol oynayır. Bu qarşılıqlı təsirlər DNT molekulunun azotlu əsaslarının yığını boyunca yönəldildiyi üçün onlara stacking qarşılıqlı təsirlər deyilir. Beləliklə, azotlu əsasların bir-biri ilə qarşılıqlı təsiri DNT molekulunun ikiqat spiralını həm oxu boyunca, həm də boyunca bağlayır.

Güclü yığma qarşılıqlı təsirlər həmişə əsaslar arasında hidrogen bağlarını gücləndirərək, sarmalın sıxılmasını təşviq edir. Nəticədə ətraf məhluldan gələn su molekulları, əsasən, qütb qrupları spiralın səthində yerləşən DNT-nin pentoza fosfat onurğasına bağlanır. Yığma qarşılıqlı əlaqəsi zəiflədikdə, spiralın içərisinə nüfuz edən su molekulları, əsasların qütb qrupları ilə rəqabətli şəkildə qarşılıqlı təsir göstərir, destabilizasiyaya başlayır və ikiqat spiralın daha da parçalanmasına kömək edir. Bütün bunlar ətrafdakı məhlulun komponentlərinin təsiri altında DNT-nin ikincil strukturunun dinamikasını göstərir. İkiqat sarmal əksər DNT molekulları üçün xarakterikdir. Ancaq DNT başqa formalarda ola bilər. Bəzi viruslar tək zəncirli DNT ehtiva edir və dairəvi formalara da rast gəlinir.

düyü. 16. RNT molekulunun ikincil strukturu

Nuklein turşularının üçüncü quruluşu. DNT molekullarının ikiqat sarmal xətti xətti, dairəvi, superdairəvi və yığcam qıvrım formaları şəklində mövcuddur. Bu formalar arasında fəza quruluşunu dəyişən xüsusi fermentlər qrupunun - topoizomerazların təsiri altında qarşılıqlı keçidlər baş verir (Şəkil 17).

düyü. 17. DNT molekulunun üçüncü quruluşu:

a - xətti, b- üzük, V- super üzük, G- yığcam top

Bir çox RNT molekullarının üçüncü quruluşu hələ də yekun aydınlaşdırma tələb edir, lakin artıq müəyyən edilmişdir ki, o, təkcə birincili və ikincil strukturdan deyil, həm də onu əhatə edən məhlulun tərkibindən asılıdır.

- bunlar heteropolimer molekullarının yığıldığı mürəkkəb monomerlərdir. DNT və RNT. Sərbəst nukleotidlər həyatın siqnal və enerji proseslərində iştirak edirlər. DNT nukleotidləri və RNT nukleotidləri ümumi struktur planına malikdirlər, lakin pentoza şəkərinin strukturunda fərqlənirlər. DNT nukleotidləri şəkər dezoksiribozundan, RNT nukleotidləri isə ribozadan istifadə edir.

Nukleotid quruluşu

Hər bir nukleotidi 3 hissəyə bölmək olar:

1. Karbohidrat beş üzvlü pentoza şəkəridir (riboza və ya deoksiriboza).

2. Fosfor qalığı (fosfat) fosfor turşusunun qalığıdır.

3. Azotlu əsas, tərkibində çoxlu azot atomu olan birləşmədir. Nuklein turşuları yalnız 5 növ azotlu əsaslardan istifadə edir: Adenin, Timin, Quanin, Sitozin, Urasil. DNT-də 4 növ var: Adenin, Timin, Quanin, Sitozin. RNT-də də 4 növ var: Adenin, Urasil, Quanin, Sitozin.RNT-də Timin DNT ilə müqayisədə Urasillə əvəz olunduğunu asanlıqla müşahidə etmək olar.

Molekulları nuklein turşularının "skeletini" təşkil edən pentozanın (riboza və ya deoksiriboza) ümumi struktur formulu:

Əgər X H ilə əvəz olunursa (X = H), onda dezoksiribonukleozidlər alınır; əgər X OH ilə əvəz olunarsa (X = OH), onda ribonukleozidlər alınır. R yerinə azotlu əsası (purin və ya pirimidin) əvəz etsəniz, xüsusi bir nukleotid alırsınız.

Pentozada 3" və 5" olaraq təyin olunan karbon atomlarının mövqelərinə diqqət yetirmək vacibdir. Karbon atomlarının nömrələnməsi yuxarıdakı oksigen atomundan başlayır və saat yönünün əksinə gedir. Sonuncusu, pentoza halqasının xaricində yerləşən və demək olar ki, pentozanın “quyruğunu” əmələ gətirən karbon atomudur (5"). karbon 3"-ə, başqa heç birinə deyil. Buna görə də nukleotid zəncirinin 5" ucu heç vaxt davam etdirilə bilməz; yalnız 3" ucu uzadıla bilər.

RNT üçün nukleotidi DNT üçün nukleotidlə müqayisə edin.

Bu təsvirdə onun hansı nukleotid olduğunu öyrənməyə çalışın:

ATP - sərbəst nukleotid

cAMP "döngü" ATP molekuludur

Nukleotidlərin quruluş diaqramı

Nəzərə alın ki, DNT və ya RNT zəncirini uzatmağa qadir olan aktivləşdirilmiş nukleotidin “trifosfat quyruğu” var. Məhz bu "enerji ilə doymuş" quyruğu ilə o, artan nuklein turşusunun mövcud zəncirinə qoşula bilər. Fosfat quyruğu 5-ci karbonda oturur, buna görə də bu karbon mövqeyi artıq fosfatlar tərəfindən işğal edilir və əlavə üçün oradadır. Onu nəyə əlavə etməliyəm? Yalnız 3-cü mövqedəki karbona. Birləşdirilmiş nukleotid özü növbəti nukleotidin bağlanması üçün hədəfə çevriləcək. “Qəbul edən tərəf” karbonu 3-cü mövqedə təmin edir, “gələn tərəf” isə ondan yapışır. 5" mövqeyində yerləşən fosfat quyruğu ilə. Ümumiyyətlə zəncir 3" tərəfdən böyüyür.

DNT nukleotid zəncirinin uzadılması

Nukleotidlər arasındakı "uzununa" bağlara görə zəncirin uzanması yalnız bir istiqamətdə gedə bilər: 5" ⇒-dən 3", çünki yeni bir nukleotid yalnız zəncirin 3" ucuna əlavə edilə bilər, lakin 5" ucuna deyil.

Azotlu əsaslarının tamamlayıcı çarpaz əlaqələri ilə bağlanan cüt nukleotidlər

DNT ikiqat sarmal bölməsi

İki DNT zəncirinin antiparalel olduğunu göstərən əlamətləri tapın.

İkiqat və üçlü tamamlayıcı bağları olan nukleotid cütlərini tapın.

Dezoksiribonuklein turşusu (DNT) saxlanmasını, nəsildən-nəslə ötürülməsini və canlı orqanizmlərin inkişafı və fəaliyyətinin genetik proqramının həyata keçirilməsini təmin edən makromolekuldur (üç əsasdan biri, digər ikisi RNT və zülallardır). DNT müxtəlif növ RNT və zülalların quruluşu haqqında məlumatları ehtiva edir.

Eukaryotik hüceyrələrdə (heyvanlar, bitkilər və göbələklər) DNT hüceyrə nüvəsində xromosomların bir hissəsi kimi, həmçinin bəzi hüceyrə orqanoidlərində (mitoxondriya və plastidlər) olur. Prokaryotik orqanizmlərin hüceyrələrində (bakteriyalar və arxeya) hüceyrə membranına içəridən nukleoid adlanan dairəvi və ya xətti DNT molekulu bağlanır. Onlarda və aşağı eukaryotlarda (məsələn, maya) plazmid adlanan kiçik avtonom, əsasən dairəvi DNT molekullarına da rast gəlinir. Bundan əlavə, tək və ya iki zəncirli DNT molekulları DNT viruslarının genomunu təşkil edə bilər.

Kimyəvi nöqteyi-nəzərdən DNT, nukleotidlər adlanan təkrarlanan bloklardan ibarət uzun bir polimer molekuludur. Hər bir nukleotid azotlu əsas, şəkər (dezoksiriboza) və fosfat qrupundan ibarətdir. Zəncirdəki nukleotidlər arasındakı bağlar dezoksiriboza və fosfat qrupu (fosfodiester bağları) tərəfindən əmələ gəlir. Əksər hallarda (tərkibində tək zəncirli DNT olan bəzi viruslar istisna olmaqla) DNT makromolekulu azotlu əsaslarla bir-birinə yönəlmiş iki zəncirdən ibarətdir. Bu ikiqat zəncirli molekul spiralvaridir. DNT molekulunun ümumi quruluşuna “ikiqat sarmal” deyilir.

DNT strukturunun dekodlanması (1953) biologiya tarixində dönüş nöqtələrindən biri oldu. Bu kəşfə göstərdikləri görkəmli töhfələrə görə Frensis Krik, Ceyms Uotson və Mauris Uilkins 1962-ci ildə Fiziologiya və Tibb üzrə Nobel Mükafatına layiq görüldülər.Rentgen şəkillərini əldə edən Rozalind Franklin, onsuz Watson və Crick nəticə çıxara bilməzdi. DNT-nin quruluşu haqqında, 1958-ci ildə xərçəngdən öldü və Nobel mükafatı ölümündən sonra verilmir.

Ribonuklein turşusu (RNT) bütün canlı orqanizmlərin hüceyrələrində olan üç əsas makromolekuldan (digər ikisi DNT və zülallardır) biridir.

DNT (deoksiribonuklein turşusu) kimi, RNT də hər bir əlaqənin nukleotid adlandığı uzun bir zəncirdən ibarətdir. Hər bir nukleotid azotlu əsasdan, bir riboza şəkərindən və bir fosfat qrupundan ibarətdir. Nukleotidlərin ardıcıllığı RNT-yə genetik məlumatı kodlamağa imkan verir. Bütün hüceyrə orqanizmləri protein sintezini proqramlaşdırmaq üçün RNT (mRNT) istifadə edir.

Hüceyrə RNT-si transkripsiya deyilən proses, yəni xüsusi fermentlər - RNT polimerazlar tərəfindən həyata keçirilən DNT şablonu üzərində RNT sintezi zamanı əmələ gəlir. Messenger RNT (mRNA) daha sonra tərcümə adlanan prosesdə iştirak edir. Tərcümə ribosomların iştirakı ilə mRNT matrisində zülalın sintezidir. Digər RNT-lər transkripsiyadan sonra kimyəvi modifikasiyaya məruz qalır, ikinci və üçüncü strukturlar əmələ gəldikdən sonra isə RNT-nin növündən asılı olaraq funksiyaları yerinə yetirirlər.

Tək zəncirli RNT, eyni zəncirin bəzi nukleotidlərinin bir-biri ilə qoşalaşdığı müxtəlif məkan strukturları ilə xarakterizə olunur. Bəzi yüksək strukturlu RNT-lər hüceyrə zülalının sintezində iştirak edir, məsələn, transfer RNT-ləri kodonları tanımağa və müvafiq amin turşularını zülal sintezi yerinə çatdırmağa xidmət edir, ribosomal RNT-lər isə ribosomların struktur və katalitik əsası kimi xidmət edir.

Bununla belə, müasir hüceyrələrdə RNT-nin funksiyaları onların tərcümədəki rolu ilə məhdudlaşmır. Beləliklə, kiçik nüvə RNT-ləri eukaryotik messenger RNT-lərin birləşdirilməsində və digər proseslərdə iştirak edir.

RNT molekullarının bəzi fermentlərin (məsələn, telomeraza) bir hissəsi olmasına əlavə olaraq, fərdi RNT-lərin öz fermentativ fəaliyyəti var: digər RNT molekullarında fasilələr yaratmaq və ya əksinə, iki RNT fraqmentini bir-birinə "yapışdırmaq". Belə RNT-lərə ribozimlər deyilir.

Bir sıra virusların genomları RNT-dən ibarətdir, yəni onlarda DNT-nin ali orqanizmlərdə yerinə yetirdiyi rolu oynayır. Hüceyrələrdəki RNT funksiyalarının müxtəlifliyinə əsaslanaraq, RNT-nin prebioloji sistemlərdə özünü çoxalda bilən ilk molekul olduğu fərz edildi.

DNT və RNT arasında üç əsas fərq var:

• 1. DNT-də şəkər dezoksiriboza, RNT-də dezoksiriboza ilə müqayisədə əlavə hidroksil qrupu olan riboza var. Bu qrup molekulun hidroliz ehtimalını artırır, yəni RNT molekulunun sabitliyini azaldır.
• 2. RNT-də adenini tamamlayan nukleotid DNT-dəki kimi timin deyil, urasil - timin metilləşməmiş formasıdır.
• 3. DNT iki ayrı molekuldan ibarət ikiqat spiral şəklində mövcuddur. RNT molekulları orta hesabla daha qısadır və əsasən tək zəncirlidir.

Bioloji aktiv RNT molekullarının, o cümlədən tRNT, rRNA, snRNA və zülalları kodlaşdırmayan digər molekulların struktur analizi göstərdi ki, onlar bir uzun spiraldan deyil, bir-birinə yaxın yerləşən və bir-birinə bənzər bir şey əmələ gətirən çoxsaylı qısa spirallardan ibarətdir. zülalın üçüncü quruluşu. Nəticədə RNT kimyəvi reaksiyaları kataliz edə bilir, məsələn, zülallarda peptid bağlarının əmələ gəlməsində iştirak edən ribosomun peptidil transferaza mərkəzi tamamilə RNT-dən ibarətdir.