Привет! На этой неделе мы решили основательно загрузить тебя цитологией :) Ну а ты как хотел? Нелегко в учении – легко в бою (точнее, на ЕГЭ). Сегодня мы разберём ещё одну группу органических веществ, входящих в состав каждой живой клетки, – нуклеиновые кислоты и АТФ.
АТФ – это нуклеотид, один из мономеров РНК, поэтому мы рассмотрим их вместе. Итак...
Нуклеиновые кислоты – это биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды.
Открыли их относительно недавно, в 1868 году, – то есть чуть больше 150 лет назад. «Нуклеиновыми» их назвали потому, что обнаружены они были в клеточном ядре («ядро» по-латински – nucleus).
Нуклеиновые кислоты бывают двух типов: рибонуклеиновая (РНК) и дезоксирибонуклеиновая (ДНК), – в зависимости от того, какие нуклеотиды входят в их состав (рибонуклеотиды или дезоксирибонуклеотиды).
Нуклеотид – это вещество, состоящее из азотистого основания, моносахарида (остатка сахара-пентозы) и остатка фосфорной кислоты.
Моносахариды (рибоза и дезоксирибоза) определяют, какой нуклеотид будет образован – рибонуклеотид или дезоксирибонуклеотид.
Существует 5 разновидностей нуклеотидов, различающихся азотистыми основаниями:
- А (аденин);
- Т (тимин);
- У (урацил);
- Г (гуанин);
- Ц (цитозин).
Именно азотистые основания определяют основные свойства нуклеотидов. Аденин и гуанин относятся к пуриновым основаниям; тимин, урацил и цитозин – к пиримидиновым.
Аденин, цитозин и гуанин входят в состав обеих нуклеиновых кислот. Четвёртым основанием в молекулах ДНК служит тимин, а в РНК – урацил.
Дезоксирибонуклеиновая кислота
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) – это двухцепочечный биополимер, мономерами которого являются дезоксирибонуклеотиды.
В состав ДНК входят 4 из пяти возможных азотистых оснований (и соответствующие им нуклеотиды): А, Т, Г и Ц. Число пуриновых оснований при этом равно числу пиримидиновых.
Молекула ДНК представляет собой двойную спираль, две цепи которой закручены одна относительно другой и вокруг общей оси. При этом каждый виток спирали состоит из 10 пар нуклеотидов.
Нуклеотиды связываются в цепочку с помощью остатков ортофосфорной кислоты. А вот сами цепи удерживаются друг с другом благодаря водородным связям; при этом аденин связывается с тимином двумя водородными связями (А=Т или Т=А), а гуанин с цитозином – тремя (Г≡Ц или Ц≡Г).
Этот принцип называется принципом комплементарности.
А вот ещё несколько закономерностей, знание которых пригодится на ЕГЭ по биологии. Это правила Чаргаффа, и звучат они следующим образом:
- Количество нуклеотидов ДНК, содержащих аденин, равно количеству нуклеотидов, содержащих тимин (А=Т). Количество нуклеотидов ДНК, содержащих гуанин, равно количеству нуклеотидов, содержащих цитозин (Г≡Ц).
- Сумма дезоксирибонуклеотидов, содержащих аденин и гуанин, равна сумме дезоксирибонуклеотидов, содержащих тимин и цитозин (А + Г = Т + Ц).
- Отношение суммы дезоксирибонуклеотидов, содержащих аденин и гуанин, к сумме дезоксирибонуклеотидов, содержащих тимин и цитозин, зависит от вида организмов.
Кстати, расстояние между нуклеотидами в цепи ДНК составляет 0,34 нм, а длина каждого витка – 3,4 нм.
У эукариотических клеток ДНК содержится не только в ядре, но и в органоидах – митохондриях и пластидах. У прокариот ДНК распределена по цитоплазме.
Рибонуклеиновая кислота
Рибонуклеиновая кислота (РНК) – это биополимер, мономерами которого являются рибонуклеотиды.
В состав РНК входят азотистые основания аденин (А), урацил (У), гуанин (Г) и цитозин (Ц). В большинстве своём молекулы РНК – одноцепочечные (исключение составляют некоторые вирусы с двухцепочечной РНК).
РНК бывают трёх видов:
- информационная (иРНК), или матричная (мРНК);
- рибосомальная (рРНК);
- транспортная (тРНК).
У некоторых вирусов также выделяют генетическую РНК, но мы её рассматривать пока не будем.
Информационная (матричная) РНК – служит матрицей для синтеза полипептидных цепей. В ней записана информация о последовательности аминокислот белка (при этом каждой аминокислоте соответствует последовательность из трёх нуклеотидов – триплет, или кодон).
На долю иРНК приходится около 2–4% от общего количества всех РНК.
Рибосомальная РНК – образуется в ядрышках эукариотических клеток и принимает участие в синтезе рибосом. рРНК составляет 80–90% от всех РНК в клетке.
- Транспортная РНК – участвует в транспорте аминокислот к месту синтеза белка (то есть на рибосомы). Доля тРНК в общем количестве рибонуклеиновых кислот клетки составляет примерно 10–15%.
Аденозинтрифосфорная кислота, или АТФ
Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) – это нуклеотид, в состав которого входит азотистое основание аденин, остаток рибозы и три остатка фосфорной кислоты.
АТФ служит универсальным источником энергии для живых организмов: при разрушении связей между остатками фосфорной кислоты выделяется 42 кДж/моль энергии.
На этом, пожалуй, остановимся на сегодня. Пройди небольшой тест в нашей группе ВКонтакте, чтобы нужные знания как следует отложились в твоей голове :)
#егэбиология #егэпобиологии #биологияегэ #егэпобиологии2024 #подготовкакегэ #подготовкакегэпобиологии #клетка #цитология #нуклеиновыекислоты #нуклеотиды #днк #рнк #атф