Нуклеиновые кислоты (лат. nucleus — ядро) — органические соединения, образованные остатками нуклеотидов. Последовательность нуклеотидов определяет первичную структуру нуклеиновых кислот.
Нуклеиновые кислоты:
- присутствуют в клетках всех живых организмов;
- выполняют функции по хранению и передаче генетической информации;
- участвуют в механизмах реализации генетической информации в процессе синтеза клеточных белков.
Полимерные высоко-молекулярные формы нуклеиновых кислот называют также полинуклеотидами. Цепочки из нуклеотидов соединяются через остаток фосфорной кислоты (фосфо-диэфирная связь).
Фосфатные группы формируют фосфо-диэфирные связи между третьим и пятым атомами углерода соседних молекул пятиуглеродного моносахарида, в результате взаимодействия между 3'-гидроксильной (3'-ОН) группой одной молекулы и 5'-фосфатной группой (5'-РО3) другой. Асимметричные концы цепи нуклеиновой кислоты называются 3' (читается: «три штрих») и 5' (читается: «пять штрих»).
Нуклеотиды — соединения, состоящие из остатков трех веществ:
- азотистого основания;
- пятиуглеродного моносахарида (пентозы);
- остатка фосфорной кислоты.
Нуклеотиды являются мономерами нуклеиновых кислот.
В зависимости от природы моносахарида различают рибонуклеотиды (содержат остаток рибозы) и дезоксирибонуклеотиды (содержат остаток дезоксирибозы).
Классы нуклеотидов. Азотистые основания нуклеотидов относятся к двум классам:
- пиримидины (имеют в составе молекулы одно кольцо — гетероцикл, образованный атомами углерода и азота) — Тимин, Урацил и Цитозин;
- пурины (имеют в составе молекулы два гетероциклических кольца) — Аденин и Гуанин.
Название нуклеотида является производным от названия соответствующего основания. Кратко нуклеотиды обозначаются заглавными буквами: адениловый (А), тимидиловый (Т), цитидиловый (Ц), гуаниловый (Г), урациловый (У).
Нуклеотиды ДНК и РНК
| Компоненты нуклеотидов | ДНК | РНК |
|---|---|---|
| Пуриновые азотистые основания | Аденин и Гуанин | Аденин и Гуанин |
| Пиримидиновые азотистые основания | Тимин и Цитозин | Урацил и Цитозин |
| Моносахариды | Дезоксирибоза | Рибоза |
Поскольку в нуклеотидах существует только два типа моносахаридов — рибоза и дезоксирибоза, — то и имеется лишь два вида нуклеиновых кислот — дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК).
Мономерные формы нуклеиновых кислот также встречаются в клетках и играют важную роль в процессах передачи сигналов или запасании энергии. Наиболее известный мономер РНК — АТФ, аденозинтрифосфорная кислота, важнейший аккумулятор энергии в клетке.
Биологическая роль нуклеотидов
| Роль | Пояснение |
|---|---|
| Структурная | Нуклеотиды являются составными частями нуклеиновых кислот и многих коферментов |
| Энергетическая | Свободные нуклеотиды, в частности АТФ, АДФ, АМФ, играют важную роль в энергетических внутриклеточных процессах |