§ 11. Нуклеиновые кислоты. АТФ

Ст. 62

Рассмотрите рис. 37 и 38. Какие химические элементы входят в состав нуклеотидов нуклеиновых кислот?

Кислород, водород, натрий, углерод, фтор.

Ст. 67

1. Что такое нуклеотид? Из каких компонентов он состоит? Какие части нуклеотида составляют остов цепи нуклеиновых кислот?

группа органических соединений, представляют собой фосфорные эфиры нуклеозидов. Нуклеотид состоит из остатка фосфорной кислоты, углевода – моносахарида (рибозы в РНК или дезоксирибозы в ДНК) и азотистого

основания. Таким образом, остов молекул нуклеиновых кислот составляют пентозы, между которыми образуются фосфодиэфирные мостики (по сути остатки пентоз и фосфорных кислот чередуются).

2. Что собой представляют молекулы нуклеиновых кислот? Чем нуклеиновые кислоты как полимеры отличаются от белков?

В зависимости от химической структуры углеводного компонента нуклеиновые кислоты делят на два типа: дезоксирибонуклеиновые и рибонуклеиновые; первые содержат дезоксирибозу, а вторые – рибозу. Азотистые основания являются производными двух типов соединений – пуринов и пиримидинов. Основаниями они называются потому, что обладают основными (щелочными) свойствами, хотя и слабыми. В составе ДНК встречаются два пуриновых – аденин (А) и гуанин (G) и два пиримидиновых – цитозин (С) и тимин (Т) основания. В составе РНК вместо тимина обычно встречается урацил (U). Согласно правилам международной номенклатуры эти основания записываются начальными буквами их названий на английском языке, хотя в русскоязычной литературе часто используются начальные буквы русских названий; соответственно А, Г, Ц, Т и У. Белки и нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) – биополимеры. Их главное различие в составе. Мономерами белков являются аминокислоты, а мономерами нуклеиновых кислот – нуклеотиды. В состав природных белков входит 20 разновидностей аминокислот, а в состав нуклеиновых кислот – 5 разных нуклеотидов.

3. Используя буквенные обозначения нуклеотидов, составьте 2–3 варианта фрагментов цепей ДНК и РНК, построенных из 10 мономеров. В чём проявляется специфичность этих фрагментов? Какое это имеет значение?

— Днк: АГТЦТААГГЦ

ТЦАГАТТЦЦГ

РНК: АГУЦУААГГЦ

— Днк: ТАГЦЦГАТГЦ

АТЦГГЦТАЦГ

Рнк: УАГЦЦГАУГЦ

ДНК в клетке выполняет исключительно важную функцию – хранит и передаёт наследственную информацию. Количество молекул ДНК и их нуклеотидная последовательность являются генетическим признаком вида и специфичны для каждого организма.

4. Назовите пары комплементарных азотистых оснований. Какие связи образуются между ними? Возможно ли иное попарное соединение азотистых оснований? Ответ проиллюстрируйте примерами.

А=Т, Г=Ц, А=У. Между ними образуются водородные связи. Иное попарное соединение невозможно.

5. В чём состоит основное различие в строении ДНК и РНК?

Строение ДНК. Молекула ДНК состоит из двух спирально закрученных полинуклеотидных цепей, причём каждая спираль закручена вправо, и обе они свиты вместе, т. е. закручены вправо вокруг одной оси.

Молекулы РНК состоят из одной полинуклеотидной цепи, которая может иметь прямые и спиральные участки, образовывать петли (также за счёт водородных связей)

6. Какие виды РНК вам известны? Какие функции они выполняют?

Информационная, или матричная, РНК (иРНК, мРНК) переносит инфор — мацию о первичной структуре белка от ДНК к рибосомам.

Транспортная РНК (тРНК) – это самая короткая молекула, состоящая из 70–80 нуклеотидов. Они транспортируют аминокислоты к месту синтеза белка – на рибосомы.

Рибосомалъные РНК (рРНК) строят тело рибосомы. Они составляют более 80% всей массы РНК в клетке. Синтезируются рРНК на участках ДНК хромосом, расположенных в ядрышковом центре ядра. Они связываются с белками и строят тело рибосомы.

7. Сравните два вида нуклеиновых кислот. Перечертите в тетрадь и заполните таблицу.

Строение и функции нуклеиновых кислот

8. Роль АТФ в клетке можно сравнить с ролью батарейки или аккумулятора. Объясните, в чём заключается это сходство.

Клетка использует эту запасённую энергию для осуществления различных процессов: создания собственных органических веществ, движения, деления, передачи нервных импульсов и т. д. АТФ мобилен и способен доставлять энергию в любую часть клетки. Он является ключевым веществом клеточных обменных процессов и универсальным источником энергии.

9. Как называют энергетически богатые связи? Может ли в одной реакции идти гидролиз одновременно по двум таким связям? Назовите вещества, образующиеся при гидролизе АТФ с отщеплением: а) одной молекулы фосфорной кислоты, б) двух молекул фосфорной кислоты. Напишите в тетрадях уравнения гидролиза.

Богатые энергией химические связи в молекуле АТФ называются макроэргические. Нет, не может.

При отделении одного остатка фосфорной кислоты АТФ перехо­дит в АДФ (аденозиндифосфорную кислоту), если отделяется еще один остаток фосфорной кислоты, то АДФ переходит в АМФ(аденозинмонофосфорную кислоту), что бывает крайне редко. Место отделившегося остатка фосфорной кислоты занимает мо­лекула воды. Отделение каждого остатка фосфорной кислоты происходит с помощью ферментов, при этом выделяется 40 кДж (а при разрыве обычных ковалентных связей – около 12 кДж энергии).

Уравнение:

10. Закончите заполнять в тетрадях таблицу «Химический состав клетки» (см. с. 41). Внесите в неё сведения о нуклеиновых кислотах и АТФ.