Энциклопедии, словари, справочники
 Энциклопедии, словари, справочники (поиск)   /   Русско-английский толковый словарь по генетике и селекции  Читатели спрашивают 
 

Нуклеиновые кислоты (nucleic acid) - биополимерные молекулы идиоплазмы клеток (ядра и цитоплазмы), мономерными звеньями которых являются молекулы нуклеотидов. Каждый нуклеотид содержит гетероциклическое кольцо из атомов углерода и азота (азотистое основание), пятиуглеродное сахарное кольцо (пентозу) и фосфатную группу. В зависимости от состава сахаров в полимерных молекулах нуклеиновых кислот различают дезоксирибонуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК) кислоты, так как в нуклеиновых кислотах присутствуют два типа пентозных сахаров: рибоза и 2-дезоксирибоза. В молекулах ДНК пентозой является 2-дезоксирибоза, а в молекулах РНК - это рибоза. Молекулы ДНК состоят из четырех оснований (мономеров), два из которых пурины (аденин, тимин), два другие - пирамидины (гуанин и цитозин), у молекул РНК вместо тимина представлен нуклеотид урацил. Таким образом, нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) - это линейные биополимеры, построенные из четырех различных нуклеотидов по схемам

n1А + n2С + n3G + n4Т ↔ ДНК

mlA + m2С + m3G + m4U ↔ РНК,

где ni и mi - число нуклеотидов в молекулах ДНК и РНК соответственно.

Длины цепей могут колебаться от 102 до 108 мононуклеотидов. Порядок расположения нуклеотидов в макромолекулах называют первичной структурой биополимера. Химические свойства полимерных молекул нуклеиновых кислот полностью определяются химическими свойствами мономерных нуклеотидов, их составляющих. ДНК - это стабильный (химически инертный) материал, идеально подходящий для хранения информации. В отличие от большинства других биомолекул, концентрация которых в клетках поддерживается в динамическом состоянии, концентрация молекул ДНК в клетках пребывает в статике. Молекула ДНК имеет линейную структуру, и потому заключенная в ней информация также размещена линейно. Синтез дочерних молекул ДНК (самоудвоение) в ядрах клеток осуществляется автокаталитически на основе матричного синтеза новых последовательностей ДНК на материнских ДНК молекулах. С химической точки зрения репликация ДНК представляет автокаталитический процесс, поскольку синтез биомолекул протекает по матричному принципу. Молекулы ДНК сами по себе не обладают свойствами катализатора, так как они не могут приспособить свою пространственную конфигурацию к разнообразным требованиям, предъявляемым к специфическим катализаторам. В этом состоит принципиальное отличие полимерных молекул нуклеиновых кислот от полимерных молекул полипептидов, из которых состоят все функционально значимые молекулы (или ансамбли) белков. ДНК способна к конвариантной редупликации. Матричный синтез молекул РНК на ДНК (транскрипция) - первый этап реализации наследственной информации в ядрах клеток. Полимерная молекула ДНК содержит информационный код о первичной структуре полипептидов (белков). Информация о структуре полипептидных молекул определяется не самими нуклеотидными основаниями в молекулах ДНК, а определенной последовательностью их расположения в полимерной молекуле. С информационной точки зрения, полимерные молекулы ДНК и РНК являются цифровыми устройствами. «Хранение и считывание химической информации в цифровом виде встречается в нуклеиновых кислотах. Основой операции «оцифровки» является 2/3 процесс (2 против 3 водородных связей в парах оснований А/Т и Г/Ц, что соответствует обычной 0/1 коммутации в электронных компьютерах» (Лен, 1998, с. 230-231). Особо выделим факт существования пятого нуклеозида (m5C) в молекулах ДНК, играющего фундаментальную роль в явлениях наследственности. «Долгое время многие молекулярные биологи отказывались признать тот факт, что пятый нуклеозид в ДНК - 5-метилдезоксицитидин (m5C) - играет важную роль в организации структуры хроматина и в контроле за генетическими функциями. ... Доказательства в пользу такой роли стали настолько вескими, что их нельзя игнорировать.... Модификация цитидина (С) в mС, единственный дополнительный нуклеозид в ДНК млекопитающих, осуществляется посттранскрипционно несколькими ДНК-метилтрансферазами (DMTазами) с разной функциональной спецификой их энзиматической активности: ДНК может метилироваться de nоvо, что представляет собой серию загадочных событий, и заданный характер метилирования ДНК в геноме может поддерживаться после репликации. В последнем случае при поддерживающем метилировании материнская цепь ДНК с остатками в ней m5С может использоваться как матрица, направляющая DМТазы на модификацию вновь синтезированной комплементарной цепи ДНК» (Дерфлер, 2005, с. 618-619).


^ЗГЛ: НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ. NUCLEIC ACID