Monomerul ADN. Ce monomeri formează o moleculă de ADN?

Acizi nucleici,

Din momentul decrippării structura ADN-ului, realizat de Watson și Crick în 1953, începe un studiu serios, sa constatat că, acidul dezoxiribonucleic - este un polimer și ADN monomeri sunt nucleotide. Tipurile și structura lor vor fi studiate de noi în această lucrare.

Nucleotidele ca unități structurale de informații ereditare

Una dintre proprietățile fundamentale ale materiei vii este păstrarea și transmiterea informațiilor despre structura și funcțiile celulei și întregului organism. Acest rol este jucat de deoxiribonucleic acid, și monomeri ADN - nucleotidele sunt "cărămizi" unice, din care se construiește o construcție unică a substanței eredității. Să analizăm ce semne au condus natura vie, creând o superhelix de acid nucleic.

Cum se formează nucleotidele

Pentru a răspunde la această întrebare, avem nevoie de câteva cunoștințe din domeniul chimiei compușilor organici. În special, ne amintim că în natură există un grup de glicozide conținând azot heterociclice conectate la monozaharide - pentoze (riboză sau dezoxiriboză). Se numesc nucleozide. De exemplu, adenozina și alte tipuri de nucleozide sunt prezente în citozolul celulei. Ei intră într-o reacție de esterificare cu molecule de acid ortofosforic. Produsele acestui proces vor fi nucleotide. Fiecare monomer ADN și patru dintre ele au un nume, de exemplu, nucleotidul de guanină, timină și citozină.

Purinii monomeri ai ADN-ului

În biochimie, se adoptă o clasificare care separă monomerii ADN și structura lor în două grupe: de exemplu, purina este nucleotidele de adenină și guanină. Acestea conțin în compoziția lor derivați de purină - o substanță organică având formula C₅H₄N₄. DNA Monomer - nucleotida guanina, conține, de asemenea, o bază azotată purinică conectată la legătura deoxiriboză-N glicozidică fiind în betokonfiguratsii.

Nucleotide pirimidine

Bazele de azot, numite citidină și timidină, sunt derivați ai substanței organice a pirimidinei. Formula lui C₄H₄N₂. Molecule este un heterociclu cu șase membri plat care conține doi atomi de azot. Este cunoscut faptul că în loc de nucleotide timină în moleculele de acid ribonucleic, cum ar fi ARNr, ARNt, ARNm, conținea monomer uracil. În procesul de transcriere, în timpul debitării informațiilor din molecula de ADN în ARNm genei timina nucleotide este înlocuită cu adenină, nucleotida adenină și - la uracil în lanț incipientă a ARNm. Acest lucru este corect este următoarea mențiune: A - Y, T - A.

Regula Chargaff

În secțiunea anterioară am deja parțial atins principiile respectării monomerilor în lanțurile ADN și ARNm-genei complexe. biochemist Renumitul E. Chargaff a stabilit o proprietate destul de unic al moleculelor de acid dezoxiribonucleic, și anume, că cantitatea de nucleotide adeninei este întotdeauna egal cu timină și guanină - citozină. Principala baza teoretică a principiilor Chargaff a servit ca studiul Watson și Crick, determina care monomeri formează o moleculă de ADN, și ceea ce au de organizare spațială. Un alt model de ieșire de la Chargaff și principiul complementarității numit, indică afinitatea chimică a bazelor purinice și pirimidinice și capacitatea lor de interacțiunea dintre ele pentru a forma legături de hidrogen. Acest lucru înseamnă că aranjamentul monomerilor în ambele catene ADN strict determinist Astfel, opuse O primă catenă a ADN-ului nu poate fi decât T și celelalte având două legături de hidrogen între ele. Numai citozina pot fi poziționate nucleotida guanină opuse. În acest caz, între bazele azotate formează trei legături de hidrogen.

Rolul nucleotidelor în codul genetic

Pentru a pune în aplicare, reacția având loc în ribozomi biosintezei proteinelor, există informații despre mecanismul de translație a compoziției de aminoacizi a secvenței peptidei de nucleotide în secvența de ARNm de aminoacizi. Sa dovedit că trei monomeri adiacenți au informații despre unul dintre cei 20 de aminoacizi posibili. Acest fenomen este numit codul genetic. În abordarea provocărilor biologiei moleculare este folosit pentru a determina atât compoziția de aminoacizi și peptide pentru a clarifica întrebarea: care formează o moleculă de ADN monomeri, cu alte cuvinte, ce compoziția genei corespunzătoare. De exemplu, triplet (codon) AAA în gena codifică fenilalanina de aminoacizi din molecula de proteină, și în codul genetic se va potrivi triplet UUU în lanț ARNm.

Interacțiunea nucleotidelor în procesul de reducere a ADN

Așa cum sa explicat mai devreme, unitățile structurale, monomerii ADN sunt nucleotide. Secvența lor specifică în lanțuri este matricea pentru sinteza moleculei fiice a acidului dezoxiribonucleic. Acest fenomen apare în faza S a interfazei celulei. Secvența de nucleotide a noii molecule de ADN este asamblată pe circuitele mamei sub acțiunea enzimei ADN polimerazice, luând în considerare principiul complementarității (A-T, D-C). Replicarea se referă la reacțiile de sinteză a matricelor. Acest lucru înseamnă că monomerii ADN și structura lor în circuitele mamă sunt baza, adică matricea pentru copia fiicei sale.

Se poate schimba structura nucleotidului

Apropo, să spunem că acidul deoxiribonucleic este o structură foarte conservatoare a nucleului celular. Există o explicație logică pentru aceasta: informații ereditare, stocate în cromatina de bază, trebuie să fie neschimbate și copiate fără distorsiuni. Ei bine, genomul celular este constant "sub arma" factorilor de mediu. De exemplu, compuși chimici agresivi cum ar fi alcoolul, drogul, radiațiile radioactive. Toate acestea sunt așa-numitele mutagene, sub influența cărora orice monomer al ADN-ului își poate schimba structura chimică. O astfel de distorsiune în biochimie se numește mutație punctuală. Frecvența apariției acestora în genomul celulei este destul de ridicată. Mutațiile sunt corectate de funcționarea bine funcționată a sistemului de reparații celulare, care include un set de enzime.

Unele dintre ele, cum ar fi o enzimă de restricție, „tăiat“ nucleotide deteriorate, polimeraze permit sinteza monomerilor normale ligase „reticulat“ recuperat porțiuni ale genei. Dacă mecanismul de mai sus, pentru un motiv oarecare, celula nu funcționează și monomerul ADN-ul defect rămâne în molecula sa, mutația este preluat de procese de sinteză matricei și fenotipic manifestate sub formă de proteine ​​cu proprietăți modificate, în imposibilitatea de a îndeplini funcțiile necesare inerente metabolismului celular. Acesta este un factor negativ important, reducând viabilitatea celulară și reduce durata vieții ei.