Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Нуклеїнові кислоти



План:


Введення

Нуклеїнові кислоти (від лат. nucleus - Ядро) - високомолекулярні органічні сполуки, біополімери (полінуклеотіди), утворені залишками нуклеотидів. Нуклеїнові кислоти ДНК і РНК присутні в клітинах всіх живих організмів і виконують найважливіші функції зі зберігання, передачі та реалізації спадкової інформації.


1. Історія дослідження

  • У 1847 з екстракту м'язів бика було виділено [1] речовина, яка отримала назву " інозинова кислота ". Це з'єднання стало першим вивченим нуклеотидом. Протягом наступних десятиліть були встановлені деталі його хімічної будови. Зокрема, було показано, що інозинова кислота є рібозід-5'-фосфатом, і містить N-Глікозидний зв'язок.
  • У 1868 році швейцарським хіміком Фрідріхом Мішер при вивченні деяких біологічних субстанцій було відкрито невідоме раніше речовина. Речовина містило фосфор і не розкладалося під дією протеолітичних ферментів. Також воно володіло вираженими кислотними властивостями. Речовина було названо "нуклеін". З'єднанню була приписана брутто-формула C 29 H 49 N 9 O 22 P 3.
  • Вілсон звернув увагу на практичну ідентичність хімічного складу "нуклеін" та відкритого незадовго до цього " хроматину "- головного компонента хромосом [2]. Було висунуто припущення про особливу роль "нуклеін" у передачі спадкової інформації.
  • У 1889 г Ріхард Альтман увів термін "нуклеїнова кислота", а також розробив зручний спосіб отримання нуклеїнових кислот, що не містять білкових домішок.
  • Левін і Жакоб, вивчаючи продукти лужного гідролізу нуклеїнових кислот, виділили їх основні складові - нуклеотиди і нуклеозиди, а також запропонували адекватні структурні формули, що описують їх властивості.
  • У 1921 році Левін висунув гіпотезу "тетрануклеотидная структури ДНК" [3], що виявилася згодом помилковою [4].
  • У 1935 році Клейн і Танхаузер за допомогою ферменту фосфатази провели м'яке фрагментованість ДНК, у результаті чого були отримані в кристалічному стані чотири ДНК-утворюючих нуклеотиду [5]. Це відкрило нові можливості для встановлення структури цих сполук.
  • У 1940-ті роки наукова група в Кембриджі під керівництвом Александера Тодда проводить широкі синтетичні дослідження в галузі хімії нуклеотидів і нуклеозидів. В результаті їх роботи були встановлені всі деталі хімічної будови і стереохімії нуклеотидів. За цикл робіт у цій області Александер Тодд був нагороджений Нобелівською премією в галузі хімії в 1957 році.
  • Чаргафф було встановлено закономірність вмісту в нуклеїнових кислотах нуклеотидів різних типів, що отримала згодом назву Правило Чаргаффа.
  • У 1953 році Уотсоном і Криком встановлена ​​вторинна структура ДНК, подвійна спіраль [6].

2. Способи виділення

Гелеподібний осад нуклеїнової кислоти

Описано численні методики виділення нуклеїнових кислот з природних джерел. Основними вимогами, що пред'являються до методу виділення, є ефективне відділення нуклеїнових кислот від білків, а також мінімальна ступінь фрагментації отриманих препаратів. Класичний метод виділення ДНК був описаний в 1952 році і використовується в даний час без значних змін [7]. Клітинні стінки досліджуваного біологічного матеріалу руйнуються одним із стандартних методів, а потім обробляються аніонним детергентом. При цьому білки випадають в осад, а нуклеїнові кислоти залишаються у водному розчині. ДНК може бути обложена у вигляді гелю обережним додаванням етанолу до її сольовому розчину. Концентрацію отриманої нуклеїнової кислоти, а також наявність домішок (білки, фенол) зазвичай визначають спектрофотометрично по поглинанню на А 260 нм.

Нуклеїнові кислоти легко деградують під дією особливого класу ферментів - нуклеаз. У зв'язку з цим при їх виділенні важливо обробити лабораторне обладнання та матеріали відповідними інгібіторами. Так, наприклад, при виділенні РНК широко використовується такий інгібітор рибонуклеаз як DEPC.


3. Фізичні властивості

Нуклеїнові кислоти добре розчиняються у воді, практично не розчиняються в органічних розчинниках. Дуже чутливі до дії температури і критичних значень рівня pH. Молекули ДНК з високою молекулярною масою, виділені з природних джерел, здатні фрагментуватися під дією механічних сил, наприклад при перемішуванні розчину. Нуклеїнові кислоти фрагментуються ферментами - нуклеазами.


4. Будова

Фрагмент полімерної ланцюжка ДНК

Полімерні форми нуклеїнових кислот називають полинуклеотидами. Ланцюжки з нуклеотидів з'єднуються через залишок фосфорної кислоти (фосфодіефірная зв'язок). Оскільки в нуклеотидах існує тільки два типи гетероциклічних молекул, рибоза і дезоксирибоза, то і є лише два види нуклеїнових кислот - дезоксирибонуклеиновая (ДНК) і рибонуклеїнова (РНК).

Мономірні форми також зустрічаються в клітинах і грають важливу роль в процесах передачі сигналів або запасанні енергії. Найбільш відомий мономер РНК - АТФ, аденозинтрифосфорная кислота, найважливіший акумулятор енергії в клітині.


5. ДНК і РНК


Примітки

  1. J.Liebig (1847). "". Annalen 62: 257.
  2. Edmund B. Wilson An Atlas Of The Fertilization AND Karyokinesis Of The Ovum - www.alibris.com/booksearch.detail?invid=9529478657&browse=1&qwork=485866&qsort=&page=1 - New York: Macmillan, 1895. - P. 4.
  3. PALevene (1921). "". J.Biol.Chem. 48: 119.
  4. Під час висування "тетрануклеотидная структури" хіміки критично ставилися до самої можливості існування макромолекул, внаслідок чого ДНК була приписана структура з низькою молекулярною масою
  5. W.Klein, SJThannhauser (1935). "". Z. physiol. Chem. 231: 96.
  6. JD Watson, FHC Crick (1953). "Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid". Nature 171: 737 - 738. DOI : doi: 10.1038/171737a0 - dx.doi.org / doi: 10.1038/171737a0.
  7. Ernest RM Kay, Norman S. Simmons, Alexander L. (1952). "An Improved Preparation of Sodium Desoxyribonucleate". J. Am. Chem. Soc. 74 (7): 1724-1726. DOI : 10.1021/ja01127a034 - dx.doi.org/10.1021/ja01127a034.

Література

  • Бартон Д., Олліс У.Д. Загальна органічна хімія - Москва: Хімія, 1986. - Т. 10. - С. 32-215. - 704 с.
  • Франк-Каменецький М.Д. Найголовніша молекула - Москва: Наука, 1983. - 160 с.
Типи нуклеїнових кислот
Азотисті основи Пурини ( Аденін, Гуанін) | Піримідинів ( Урацил, Тимін, Цитозин)
Нуклеозиди Аденозин | Гуанозин | Урідін | Тимидин | Цітідін
Нуклеотиди монофосфату ( АМФ, ГМФ, UMP, ЦМФ) | дифосфати ( АДФ, ГДФ, УДФ, ЦДФ) | трифосфати ( АТФ, ГТФ, УТФ, ЦТФ) | циклічні ( цАМФ, цГМФ, cADPR)
РНК РНК | мРНК | тРНК | рРНК | антисмислової РНК | gRNA | мікроРНК | некодуючі РНК | piwi-interacting RNA | shRNA | малі інтерферентні РНК | малі ядерні РНК | малі ядерцеві РНК | тмРНК
Дезоксирибонуклеїнової кислоти ДНК | кДНК | Геном | msDNA | Мітохондріальна ДНК
Аналоги нуклеїнових кислот en: glycol Nucleic Acid | EN: Locked Nucleic Acid | ПНК | ТНК | Морфоліно
Типи векторів en: phagemid | Плазміди | Фаг лямбда | EN: cosmid | EN: P1 phage | EN: fosmid | EN: Bacterial Artificial chromosome | EN: Yeast Artificial chromosome | EN: Human artificial chromosome

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Жирні кислоти
Органічні кислоти
Фосфіновие кислоти
Фосфоністие кислоти
Тіокарбоновие кислоти
Гіматомелановие кислоти
Карбонові кислоти
Неорганічні кислоти
Фосфорні кислоти
© Усі права захищені
написати до нас