Нуклеиновые кислоты - сложные высокомолекулярные биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. Число нуклеотидов в составе одной молекулы нуклеиновой кислоты может составлять от 200 до 200 млн. Впервые нуклеиновые
кислоты обнаружили в ядре клеток, откуда и происходит название этих соединений (от лат. Нуклеус - ядро). Но впоследствии эти соединения обнаружили и в других частях клетки. Молекула нуклеотида состоит из трех частей: остатков азотной основы, пятиуглеродный моносахарида (пентозы) и ортофосфат-ной кислоты (рис. 11.1). В зависимости от вида пентозы, входящий в состав нуклеотида, различают два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК). В состав ДНК входит остаток дезоксирибозы, а РНК - рибозы.
В молекулах ДНК и РНК содержатся остатки различных нитратных основ. В молекуле ДНК - остатки аденина (сокращенно обозначается буквой А), гуанина (Г), цитозина (Ц) и тимина (Т), в молекуле РНК - аденина (А), Гуань-
Итак, обратите внимание: три типа нитратных основ для молекул ДНК и РНК общие (нуклеотиды из аденин, гуанин и цитозин), вместо тимин содержится только в молекулах ДНК, тогда как урацил - только в молекулах РНК (рис. 11.2).
Как и молекулам белков, молекулам нуклеиновых кислот присущи разные уровни пространственной организации (конформации).
• Типы РНК. Молекулы РНК клеток прокариот и эукариот состоят из одной цепи. Существуют три основных типа РНК, которые отличаются по месту расположения в клетке, размерами и функциями.
Информационная, или матричная, РНК (иРНК, или мРНК) представляет собой копию определенного участка молекулы ДНК. Такая молекула переносит наследственную информацию от ДНК к месту синтеза полипептидной цепи, а также принимает непосредственное участие в его уборке.
Транспортная РНК (тРНК) имеет наименьшие размеры среди всех молекул РНК (состоит из 70-90 нуклеотидов). Она присоединяет аминокислоты и транспортировка к месту синтеза белковых молекул. Там молекула тРНК «узнает» соответствующий участок иРНК. Этот участок - последовательность из трех нуклеотидов, кодирующей одну из аминокислот. Таким образом определяется порядок расположения аминокислотных остатков в молекуле синтезируемого белка.
Каждую из аминокислот транспортирует к месту синтеза белка определенная тРНК. В транспорте комплекса «молекула тРНК-остаток аминокислоты» участвуют микротрубочки и микрониткы цитоплазмы.
Транспортная РНК может иметь вторичную структуру, по форме напоминает лист клевера. Такая структура обусловлена тем, что в определенных участках молекулы тРНК (4-7 последовательных звеньев) между комплементарными ну-клеотидамы возникают водородные связи. У верхушки «листка» содержатся три нуклеотиды, или триплет, по генетическим кодом соответствует определенной аминокислоте. Этот триплет называют антикодоном. У основания молекулы ДНК есть участок, до которой благодаря ковалентной связи присоединяется соответствующая аминокислота (рис. 11.3). Молекула тРНК может образовывать и сложную конформацию (третичную), напоминающий латинскую букву «L» или славянскую «Г» (рис. 11.4).
Рибосомных РНК (рРНК) входит в состав особых органелл клетки-рибосом. Вместе с белками она выполняет структурную функцию, обеспечивая определенное пространственное расположение иРНК и тРНК при биосинтеза белковой молекулы. В клетках эукариот рРНК синтезируется в ядрышке.