Nucleótido: estructura, masa, longitud, secuencia. Estructura, propiedades y funciones biológicas de los nucleótidos ¿De qué elementos está formado un nucleótido?

Toda la vida en el planeta se compone de numerosas células. Mantienen el orden de su organización con la ayuda de la información genética contenida en el núcleo, que es almacenada, transmitida e implementada. compuestos complejos de alto peso molecular- ácidos nucleicos. Estos ácidos, a su vez, constan de unidades monoméricas: nucleótidos.

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No se puede sobrestimar el papel de los ácidos nucleicos. El funcionamiento normal de un organismo está determinado por la estabilidad de su estructura. Si se producen desviaciones en la estructura, cambios en la cantidad o en la secuencia, esto conduce necesariamente a cambios en la organización celular. La actividad fisiológica. procesos y actividad celular.

Concepto de nucleótidos

Como las ardillas Los ácidos nucleicos son esenciales para la vida.. Este es el material genético de todos los organismos vivos, incluidos los virus.

El esclarecimiento de la estructura de uno de los dos tipos de ácidos nucleicos del ADN ha permitido comprender cómo los organismos vivos almacenan la información necesaria para regular la vida y cómo se transmite a la descendencia. Un nucleótido es una unidad monomérica que forma compuestos más complejos: los ácidos nucleicos. Sin ellos es imposible almacenar., reproducción y transmisión de información genética. Los nucleótidos libres son los principales componentes que participan en los procesos energéticos y de señalización. Apoyan el funcionamiento normal de las células individuales y del cuerpo en su conjunto. A partir de ellos se construyen moléculas largas, los polinucleótidos. Para comprender la estructura de un polinucleótido, es necesario comprender la estructura de los nucleótidos.

¿Qué es un nucleótido? Las moléculas de ADN se ensamblan a partir de pequeños compuestos monoméricos. En otras palabras, un nucleótido es un compuesto complejo orgánico que forma parte integral de los ácidos nucleicos y otros compuestos biológicos necesarios para la vida de una célula.

Composición y propiedades básicas de los nucleótidos.

La molécula de nucleótido (mononucleótido) contiene tres compuestos químicos en una secuencia determinada:

1. Pentosa o azúcar pentagonal:

• desoxirribosa. Estos nucleótidos se llaman desoxirribonucleótidos. Son parte del ADN;
• ribosa. Los nucleótidos son parte del ARN y se llaman ribonucleótidos.

2. Una cadena principal de pirimidina o purina nitrogenada unida a un átomo de carbono de azúcar. Este compuesto se llama nucleósido.

3. Grupo fosfato formado por residuos. ácido fosfórico(en cantidades de uno a tres). Se une al carbono del azúcar a través de enlaces éster, formando una molécula de nucleótido.

Las propiedades de los nucleótidos son:

• participación en el metabolismo y otros procesos fisiológicos que ocurren en la célula;
• ejercer control sobre la reproducción y el crecimiento;
• Almacenamiento de información sobre rasgos hereditarios y estructura de proteínas.

Ácidos nucleicos

El azúcar en los ácidos nucleicos está representado por las pentosas. En el ARN, el azúcar de cinco carbonos se llama ribosa, en el ADN se llama desoxirribosa. Cada molécula de pentosa contiene cinco átomos de carbono, cuatro de los cuales forman un anillo con un átomo de oxígeno y el quinto átomo es parte del grupo HO-CH2.

en una molecula posición del átomo de carbono indicado por un número primo (por ejemplo: 1C´, 3C´, 5C´). Dado que todos los procesos de lectura de una molécula de ácido nucleico información hereditaria existe una direccionalidad estricta, la numeración de los átomos de carbono y su disposición sirven como indicador de la dirección correcta.

Una base nitrogenada está conectada al primer átomo de carbono 1C´ de la molécula de azúcar.

Un residuo de ácido fosfórico está unido al tercer y quinto átomo de carbono del grupo hidroxilo (3C´, 5C´), lo que determina la afiliación química con el grupo de ácidos de ADN y ARN.

Composición de bases nitrogenadas.

Tipos de nucleótidos basados ​​en la base nitrogenada del ADN:

Las dos primeras clases son purinas:

• adenina (A);
• guanina (G).

Las dos últimas pertenecen a la clase de las pirimidinas:

• timina (T);
• citosina (C).

Compuestos de purina peso molecular más pesado que las pirimidinas.

Se presentan los nucleótidos de ARN por compuesto nitrogenado:

• guanina;
• adenina;
• uracitol;
• citosina.

Al igual que la timina, el uracilo es una base de pirimidina. A menudo, en la literatura científica, las bases nitrogenadas se designan con letras latinas (A, T, C, G, U).

Las pirimidinas, a saber, timina, citosina y uracilo, están representadas por un anillo de seis miembros que consta de dos átomos de nitrógeno y cuatro átomos de carbono, numerados sucesivamente del 1 al 6.

Las purinas (guanina y adnina) están compuestas de imidazol y pirimidina. Las moléculas de base purina contienen cuatro átomos de nitrógeno y cinco átomos de carbono. Cada átomo tiene su propio número del 1 al 9.

El resultado de combinaciones de residuos nitrogenados con residuos de pentosas es un nucleósido. Un nucleótido es un compuesto de un grupo fosfato con un nucleósido.

Formación de enlaces fosfodiéster.

Es necesario comprender la cuestión de cómo se conectan los nucleótidos en una cadena polipeptídica, cuántos de ellos participan en el proceso de formación de una molécula de ácido nucleico a través de enlaces fosfodiéster.

Cuando dos nucleótidos interactúan, se forma un dinucleótido. Se forma un nuevo compuesto por condensación, cuando se produce un enlace fosfodiéster entre el grupo pentosa hidroxi de un monómero y el residuo fosfato de otro.

La síntesis de un polinucleótido implica numerosas repeticiones de esta reacción. El ensamblaje de polinucleótidos es un proceso complejo que asegura el crecimiento de la cadena desde un extremo.

Las moléculas de ADN, al igual que las moléculas de proteínas, tienen estructuras primarias, secundarias y terciarias. La estructura primaria de la cadena de ADN está determinada por la secuencia de nucleótidos. La estructura secundaria se basa en la formación de enlaces de hidrógeno. En Síntesis de doble hélice de ADN. hay un cierto patrón y secuencia: la timina de una cadena corresponde a la adenina de otra; citosina - guanina y viceversa. Los compuestos de nucleidos crean un fuerte enlace de cadenas, con la misma distancia entre ellas.

Conociendo la secuencia de nucleótidos una cadena de ADN puede basarse en el principio de adición o complementariedad para completar el segundo.

La estructura terciaria del ADN está formada por conexiones complejas tridimensionales. Esto hace que la molécula sea más compacta para que pueda caber libremente en un pequeño volumen de la célula. la longitud del ADN de E. coli es de más de 1 mm, mientras que la longitud de la propia célula es de menos de 5 micrones.

El número de bases pirimidínicas es siempre igual al número de bases purínicas. La distancia entre nucleótidos es de 0,34 nm. Este es un valor constante, al igual que el peso molecular.

Funciones y propiedades del ADN.

Funciones principales del ADN:

• almacena información hereditaria;
• transmisión (duplicación/replicación);
• transcripción, implementación;
• Autoreproducción del ADN. Funcionamiento del replicón.

El proceso de autorreproducción de una molécula de ácido nucleico va acompañado de la transferencia de copias de información genética de una célula a otra. Para su implementación se requiere un conjunto de enzimas específicas. En este proceso semiconservativo se forma una bifurcación de replicación.

Un replicón es una unidad del proceso de replicación de una región del genoma controlada por un único punto de inicio de replicación. Como regla general, el genoma de los procariotas es un replicón. La replicación desde el punto de iniciación avanza en ambas direcciones, a veces a diferentes velocidades.

Molécula de ARN - estructura

El ARN es una única cadena polinucleotídica que se forma a través de enlaces covalentes entre el residuo de fosfato y la pentosa. Es más corto que el ADN, tiene una secuencia diferente y difiere en la composición de especies de compuestos nitrogenados. Base de pirimidina timina en ARN reemplazado por uracilo.

El ARN puede ser de tres tipos, según las funciones que se realizan en el organismo:

• informativo (ARNm): muy diverso en composición de nucleótidos. Es una especie de matriz para la síntesis de una molécula de proteína, lleva Información genética a ribosomas del ADN;
• El transporte (ARNt) consta en promedio de 75 a 95 nucleótidos. ella aguanta aminoácido esencial en el ribosoma hasta el sitio de síntesis del polipéptido. Cada tipo de ARNt tiene su propia secuencia única de nucleótidos o monómeros;
• ribosomal (ARNr) suele contener de 3000 a 5000 nucleótidos. El ribosoma es un componente estructural esencial involucrado en el proceso más importante, que ocurre en la célula: biosíntesis de proteínas.

El papel de los nucleótidos en el cuerpo.

En una célula, los nucleótidos realizan funciones importantes:

• son biorreguladores;
• utilizados como componentes básicos de ácidos nucleicos;
• son parte de la principal fuente de energía de la célula: ATP;
• participar en numerosos procesos metabólicos en las células;
• son portadores de equivalentes reductores en las células (FAD, NADP+; NAD+; FMN);
• pueden considerarse mensajeros de la síntesis extracelular regular (cGMP, cAMP).

Los nucleótidos libres son los principales componentes que participan en los procesos energéticos y de señalización. Apoyan el funcionamiento normal de las células individuales y del cuerpo en su conjunto.

nucleótido– nucleósido + uno o más residuos de ácido fosfórico. nucleósido– base nitrogenada y molécula de pentosa. Los nucleótidos contienen dos bases purínicas (adenina y guanina) y tres bases pirimidínicas (timina, uracilo, citosina). A veces se encuentran bases nitrogenadas menores: pseudouracilo, metiluridina, metilcitosina, metiladenina.

Nomenclatura:

Estructura primaria de NK– una cadena de polinucleótidos con una secuencia estrictamente definida de nucleótidos conectados entre sí por un enlace fosfodiéster 3'-5'.

Propiedades de los nucleótidos: 1) adquirir carga negativa 2) tener brillante

Propiedades ácidas pronunciadas.

Características de la estructura, función y distribución del ADN y ARN en la célula:

Localizado principalmente en el núcleo, también en mitocondrias y cloroplastos.	Localizado principalmente en el citoplasma.
La estructura incluye A, T, G, C + desoxirribosa + residuo de fósforo.	La estructura incluye A, U, G, C + ribosa + residuo de fósforo.
Doble hélice (se conocen 6 tipos: A-E, Z, forma B predominante)	Monocatenario (aunque se puede plegar formando “horquillas”). Tiene variedades (ARNm, ARNm, ARNt)
Varían en tamaño (el ADN generalmente consta de una gran cantidad de nucleótidos)
1. Proporciona síntesis de proteínas. 2. Portador de información hereditaria	Proporcionar síntesis de proteínas.
Se somete a las reglas de Chargaff.	No obedece las reglas de Chargaff.

Método de análisis de la estructura primaria del ADN (Sanger):

Basado en la reacción de la ADN polimerasa: aislamiento del ADN® cortándolo con enzimas de restricción® desnaturalización de fragmentos de ADN y producción de moléculas monocatenarias utilizadas como plantilla® adición de un cebador y sustratos para la síntesis de ADN® la mezcla se divide en cuatro tubos de ensayo , se agrega uno de los nucleótidos de parada a cada uno (didesoxinucleótidos) y la síntesis de ADN polimerasa® se detiene cuando la ADN polimerasa encuentra un nucleótido de parada® después de que cada tubo contiene fragmentos que terminan con un nucleótido específico®. Los fragmentos se separan mediante electroforesis en un gel de agarosa y se analizan.

NUCLEÓTIDOS NUCLEÓTIDOS

fosfatos de nucleósidos, ésteres de fósforo de nucleósidos. Consisten en una base nitrogenada (generalmente una purina o pirimidina), el carbohidrato ribosa (ribonucleótidos) o desoxirribosa (desoxirribonucleótidos) y uno o más. residuos de fósforo. Los compuestos de dos residuos se llaman N. dinucleótidos, de varios - oligonucleótidos, de muchos - polinucleótidos. N. forman parte de los ácidos nucleicos (polinucleótidos), las coenzimas más importantes (NAD, NADP, FAD, CoA) y otros compuestos biológicamente activos. N. libre en forma de nucleósidos mono, di y trifosfatos significa que están contenidos en células vivas. Los nucleósidos trifosfatos - N., que contienen 3 residuos de fósforo, son compuestos, fuentes y portadores de sustancias químicas ricos en energía (macroérgicos). energía del enlace fosfato. Un papel especial lo desempeña el ATP, un acumulador de energía universal que proporciona descomposición. procesos vitales. Energia alta Los enlaces fosfato de los nucleósidos trifosfato se utilizan en la síntesis de polisacáridos (trifosfato de uridina, ATP), proteínas (GTP, ATP) y lípidos (trifosfato de citidina, ATP). Los nucleósidos trifosfatos también son sustratos para la síntesis de ácidos nucleicos. El difosfato de uridina participa en el metabolismo de los carbohidratos como portador de residuos de monosacáridos, el difosfato de citidina (portador de residuos de colina y etanolamina), en el metabolismo de los lípidos. Los nucleótidos cíclicos desempeñan un papel regulador importante en el cuerpo. Los monofosfatos de nucleósidos libres se forman por síntesis (ver BASES DE PURINA, BASES DE PIRIMIDINA) o por hidrólisis de ácidos nucleicos bajo la acción de nucleasas. La fosforilación secuencial de nucleósidos monofosfato conduce a la formación de los correspondientes nucleósidos di y nucleósidos trifosfato. La descomposición de N. se produce bajo la influencia de nucleotidasas (esto produce nucleósidos), así como de pirofosforilasas de nucleótidos, que catalizan la reacción reversible de la escisión de N. en bases libres y pirofosfato de fosforribosil. (ver ÁCIDOS FOSFÓRICOS ADENOSINA, ÁCIDOS FOSFÓRICOS GUANOSINA, ÁCIDOS FOSFÓRICOS INOSINA, ÁCIDOS FOSFÓRICOS TIMIDINA, ÁCIDOS FOSFÓRICOS CITIDINA, ÁCIDOS FOSFÓRICOS URIDINA).

.(Fuente: Biológica diccionario enciclopédico". Cap. ed. M. S. Gilyarov; Equipo editorial: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin y otros - 2ª ed., corregida. - M.: Sov. Enciclopedia, 1986.)

nucleótidos

Compuestos naturales a partir de los cuales, como eslabones, se construyen las cadenas. ácidos nucleicos; también forman parte de las coenzimas más importantes ( compuestos orgánicos naturaleza no proteica, un componente de algunas enzimas) y otras sustancias biológicamente activas, sirven como portadores de energía en las células.
La molécula de cada nucleótido (mononucleótido) consta de tres partes químicamente diferentes. En primer lugar, es un azúcar de cinco carbonos (pentosa): ribosa (en este caso, los nucleótidos se llaman ribonucleótidos y son parte de ácidos ribonucleicos, o ARN) o desoxirribosa (los nucleótidos se llaman desoxirribonucleótidos y son parte de ácidos desoxirribonucleicos, o ADN). En segundo lugar, es una base nitrogenada purínica o pirimidina. Cuando se une al átomo de carbono de un azúcar, forma un compuesto llamado nucleósido. Finalmente, uno, dos o tres residuos de ácido fosfórico unidos por enlaces éster al carbono del azúcar forman una molécula de nucleótido. Las bases nitrogenadas de los nucleótidos del ADN son las purinas adenina y guanina y las pirimidinas citosina y timina. Los nucleótidos de ARN contienen las mismas bases que el ADN, pero la timina se reemplaza por una similar. Estructura química uracilo.
Las bases nitrogenadas y, en consecuencia, los nucleótidos que las incluyen en la literatura biológica suelen designarse con las letras iniciales (latinas o rusas) de sus nombres: adenina - A (A), guanina - G (G), citosina - C (C ), timina - T (T ), uracilo – U(U). Una combinación de dos nucleótidos se denomina dinucleótido, varios se denomina olinonucleótido y una combinación de muchos se denomina polinucleótido o ácido nucleico.
Además de formar cadenas de ADN y ARN, los nucleótidos son coenzimas y los nucleótidos que transportan tres residuos de ácido fosfórico (nucleósidos trifosfato) son fuentes de energía química contenida en los enlaces fosfato. El papel de un portador de energía tan universal como trifosfato de adenosina(ATP).
Un grupo especial está formado por nucleótidos cíclicos que median la acción de las hormonas en la regulación del metabolismo de las células.

.(Fuente: “Biología. Enciclopedia ilustrada moderna”. Editor jefe A. P. Gorkin; M.: Rosman, 2006.)

Vea qué son los "NUCLEOTIDOS" en otros diccionarios:

- (fosfatos de nucleósidos) ésteres de fósforo de nucleósidos; Consisten en una base nitrogenada (purina o pirimidina), un carbohidrato (ribosa o desoxirribosa) y uno o más residuos de ácido fosfórico. Conexiones de uno, dos, tres, varios... ... Gran diccionario enciclopédico

nucleótidos- ov, plural núcleo de nucleótidos. biol. Materia orgánica componenteÁcidos nucleicos y coenzimas de muchas enzimas. N. jugar papel importante en el metabolismo animal y flora. Krysin 1998. Lex. SIS 1964: nucleótidos... Diccionario histórico Gallicismos de la lengua rusa.

nucleótidos- - ésteres de nucleósidos con ácido fosfórico... Breve diccionario términos bioquímicos

Nucleósidos, ésteres de fósforo de nucleósidos, nucleósidos fosfatos. Los nucleótidos libres, en particular ATP, cAMP, ADP, desempeñan un papel importante en los procesos intracelulares de energía e información y también son componentes de los ácidos nucleicos ... ... Wikipedia

Fosfatos de nucleósidos, compuestos que forman los ácidos nucleicos, muchas coenzimas y otros compuestos biológicamente activos; cada N. se construye a partir de una base nitrogenada (generalmente purina o pirimidina), un carbohidrato (ribosa o ... ... Gran enciclopedia soviética

- (fosfatos de nucleósidos), ésteres de fósforo de nucleósidos; Consisten en una base nitrogenada (purina o pirimidina), un carbohidrato (ribosa o desoxirribosa) y uno o más residuos de ácido fosfórico. Conexiones de uno, dos, tres, varios... diccionario enciclopédico

Nucleótidos- Modelo de la molécula de adenina. NUCLEÓTIDOS, compuestos orgánicos formados por una base nitrogenada (adenina, guanina, citosina, timina, uracilo), un carbohidrato (ribosa o desoxirribosa) y uno o más residuos de ácido fosfórico. Nucleótidos -... ... Diccionario enciclopédico ilustrado

- (lat. núcleo núcleo) materia orgánica, que consta de una base purínica o pirimidina, un carbohidrato y ácido fosfórico; un componente de ácidos nucleicos y coenzimas de muchas enzimas; una serie de nucleótidos (ácido adenílico, adenosina y... ... Diccionario palabras extranjeras idioma ruso

Nucleótidos- moléculas formadas por cinco bases nitrogenadas (citosina, uracilo, timina, adenina y guanina), ribosa (o desoxirribosa) y un residuo de ácido fosfórico. Los nucleótidos pueden combinarse entre sí para formar polinucleótidos (ácidos nucleicos)... Conceptos ciencia natural moderna. Glosario de términos básicos

- (nucleósidos fosfatos), ésteres de fósforo y nucleósidos, uno o más. hidroxilo de un residuo de monosacárido; en un sentido más amplio, compuestos en los que el residuo monosacárido de un nucleósido o su análogo no natural está esterificado por uno o más. mononucleosis infecciosa... ... Enciclopedia química

Libros

• Sustancias biológicamente activas en procesos fisiológicos y bioquímicos en el cuerpo del animal, M. I. Klopov, V. I. Maksimov. El manual describe ideas modernas sobre la estructura, el mecanismo de acción, el papel en los procesos vitales y las funciones corporales de las sustancias biológicamente activas (vitaminas, enzimas,...

Los nucleótidos son ésteres de fósforo de nucleósidos.

Su composición química: base nitrogenada (A.O.) + pentosa + ácido fosfórico

Los ésteres de fósforo se forman con la participación de grupos hidroxilo de pentosas. Las posiciones de los grupos éster de fósforo se suelen designar mediante la notación ("), por ejemplo: 5", 3"

Breve información preliminar: los nucleótidos juegan un papel extremadamente importante en la vida de la célula.

Clasificación de nucleótidos

Nucleótidos que constan de una molécula. A.O, pentosa, ácido fosfórico, son llamados mononucleótidos. Los mononucleótidos pueden contener una molécula de ácido fosfórico, dos o tres moléculas de ácido fosfórico conectadas entre sí.

Combinación de dos mononucleótidos generalmente llamado dinucleótido. EN El dinucleótido suele contener diferentes bases nitrogenadas u otro compuesto cíclico, por ejemplo una vitamina.

Los mononucleótidos cíclicos desempeñan un papel especial en los procesos bioquímicos.

Nomenclatura de mononucleótidos.

al titulo nucleósido añadido en función de la cantidad de residuos de fosfato, ʼʼ monofosfatoʼʼ, ʼʼdifosfatoʼʼ, "trifosfato"ʼʼ, que indica su posición en el ciclo de las pentosas - designación digital del lugar con un símbolo ("),

La posición del grupo fosfato en la posición (5") es la más común y típica, por lo que se puede omitir (AMP, GTP, UTP, d FMA, etc.)

Se deben indicar las posiciones restantes (3" - AMP, 2" - AMP, 3" - d FMA)

Monofosfato de adenosina de 5"

(5" - AMF o AMF)

Nombres de los nucleótidos más comunes.

nucleósido	monofosfato de nucleósido	difosfato de nucleósido	trifosfato de nucleósido
adenosina	Monofosfato de adenosina de 5" (5"-AMP o AMP) Ácido adenílico de 5"	5"-Difosfato de adenosina (5"-ADP o ADP)	5"-Trifosfato de adenosina (5"-ATP o ATP)
adenosina	Monofosfato de adenosina de 3" (3"-AMP) Ácido adenílico de 3"	no encontrado en vivo	no encontrado en vivo
guanosina	Monofosfato de guanosina de 5" (5"-GMP o GMF)	Difosfato de guanosina de 5" (5"-GDP o HDF)	Trifosfato de guanosina de 5" (5"-GTP o GTP)
guanosina	3"-monofosfato de guanosina (3"-GMP) 3"-ácido guanílico	no encontrado en vivo	no encontrado en vivo
desoxi adenosina	Monofosfato de 5"-desoxiadenosina (5"- d FMA o d FMA)	5"-difosfato de desoxiadenosina (5"- d ADFili d AAD)	Trifosfato de 5"-desoxiadenosina (5"- d ATFili d atp)
uridina	Monofosfato de uridina de 5" (5"-UMP o UMP)	Difosfato de uridina de 5" (5"-UDP o UDP)	Trifosfato de uridina de 5" (5"-UTP o UTP)
citidina	Monofosfato de 5"-citidina (5"- CMP o CMP)	5"-citidina difosfato (5"-CDP o CDP)	Trifosfato de 5"-citidina (5"-CTP o CTP)

Los nucleótidos formados con la participación de ribosa pueden contener residuos de ácido fosfórico en tres posiciones (5", 3", 2"), y con la participación de desoxirribosa, solo en dos posiciones (5", 3"), en la posición 2" allí. No hay grupo hidroxi Esta circunstancia es muy importante para la estructura del ADN.

La ausencia de un grupo hidroxi en la segunda posición tiene dos consecuencias importantes:

La polarización del enlace glicosídico en el ADN disminuye y se vuelve más resistente a la hidrólisis.

La 2-O-desoxirribosa no puede sufrir epimerización ni conversión en cetosa.

En la célula, el nucleósido monofosfato se convierte sucesivamente en difosfato y luego en trifosfato.

Por ejemplo: AMP ---> ADP ---> ATP

Papel biológico de los nucleótidos.

Todo difosfatos de nucleósidos Y trifosfatos de nucleósidos Pertenecen a compuestos de alta energía (macroérgicos).

Trifosfatos de nucleósidos participar en la síntesis de ácidos nucleicos, asegurar la activación de compuestos bioorgánicos y procesos bioquímicos que requieren consumo de energía. El trifosfato de adenosina (ATP) es el compuesto de alta energía más común en el cuerpo humano. El contenido de ATP en los músculos esqueléticos de los mamíferos es de hasta 4 g/kg, el contenido total es de aproximadamente 125 ᴦ. En los seres humanos, la tasa de metabolismo del ATP alcanza los 50 kg/día. La hidrólisis del ATP produce difosfato de adenosina(ADF)

Conexiones macroérgicas

ATP contiene diferentes tipos enlaces químicos:

N-β-glucosídico

Ester

Dos anhídridos (biológicamente de alta energía)

En condiciones en vivo La hidrólisis del enlace ATP de alta energía va acompañada de la liberación de energía (alrededor de 35 kJ/mol), que proporciona otros procesos bioquímicos dependientes de energía.

ATP + H2O - enzima ATP hidrolasa -> ADP + H3 PO4

En soluciones acuosas ADP y ATP inestable . A 0 0 SATP es estable en agua sólo durante unas horas y cuando se hierve durante 10 minutos.

Bajo la influencia de los álcalis, los dos fosfatos terminales (enlaces anhídrido) se hidrolizan fácilmente, pero el último (enlace éster) es difícil. Durante la hidrólisis ácida, el enlace N-glucosídico se destruye fácilmente.

Por primera vez, se liberó ATP de los músculos de 1929ᴦ. K. Lomán. La síntesis química se llevó a cabo en 1948ᴦ. En impar.

nucleótidos cíclicos Son intermediarios en la transmisión de señales hormonales, cambiando la actividad de las enzimas en la célula.

Οʜᴎ se forman a partir de nucleósidos trifosfatos.

ATP - enzima ciclasa -> AMPc + H4 P2 O7

Una vez completada la acción, se produce la hidrólisis del nucleótido cíclico. . Se pueden formar dos compuestos, 5"-AMP y 3"-AMP, pero en condiciones biológicas sólo se forma 5"-AMP.

Monofosfato de adenosina cíclico (AMPc)

11.5.Estructura de los ácidos nucleicos.

La estructura primaria del ARN y el ADN es la conexión secuencial de nucleótidos en una cadena de polinucleótidos. El esqueleto de una cadena de polinucleótidos consta de residuos de carbohidratos y fosfato; las bases nitrogenadas heterocíclicas están conectadas a los carbohidratos a través de enlaces glicosídicos N-β. Desde un punto de vista biológico, los más importantes son los tripletes: bloques de nucleótidos que constan de tres bases nitrogenadas, cada una de las cuales codifica un aminoácido o tiene una función de señalización específica.

La estructura del NC se puede representar esquemáticamente:

5" 3" 5" 3" 5" 3"

fosfato -- pentosa -- fosfato -- pentosa -- fosfato -- pentosa -OH

EN estructura primaria ADN Comenzar Las cadenas están determinadas por una pentosa que contiene un fosfato en la posición 5". Las pentosas en una cadena de polinucleótidos están conectadas a través de enlaces fosfato 3. "→ 5". En fin cadenas en posición 3" - pentosas grupo OH permanece libre.

Estructura del ADN de orden superior: doble hélice

Descripción científica La estructura secundaria del ADN se refiere a mayores descubrimientos La humanidad en el siglo XX. Bioquímico D.Watson y físico F. Crick en 1953 propusieron un modelo de la estructura del ADN y el mecanismo del proceso de replicación. En 1962. fueron galardonados con el Premio Nobel.

En su forma popular, la historia se describe en el libro de James Watson “The Double Helix”, M.: Mir, 1973. El libro describe la historia de una manera muy interesante. colaboración, con humor y ligera ironía del autor ante un hecho tan significativo, cuyos felices “culpables” fueron dos jóvenes científicos. Desde el descubrimiento de la estructura del ADN, la humanidad ha recibido una herramienta para el desarrollo de una nueva dirección: la biotecnología, la síntesis de proteínas mediante la recombinación de genes (las hormonas en la industria médica son producidas por la insulina, la eritropoyetina y muchas otras).

La investigación contribuyó al descubrimiento de la estructura del ADN. E. Chargaffa sobre la composición química del ADN. Se enteró:

El número de bases pirimidínicas es igual al número de bases purínicas.

La cantidad de timina es igual a la cantidad de adenina y la cantidad de citosina es igual a

A = T G = C

A + G = T + C

A + C = T + G

Esta relación se llama reglas de chargaff .

La molécula de ADN consta de dos hélices retorcidas. El esqueleto de cada hélice es una cadena de residuos alternos de desoxirribosa y ácido fosfórico. Las espirales están orientadas de tal manera que forman dos ranuras espirales desiguales que discurren paralelas al eje principal. Estos surcos están llenos de proteínas. histonas. Las bases nitrogenadas se sitúan en el interior de la hélice, casi perpendiculares al eje principal y forman pares complementarios entre las cadenas. A...T y G...C.

La longitud total de las moléculas de ADN en cada célula alcanza los 3 cm, el diámetro de la célula es en promedio de 10 a 5 m, el diámetro del ADN es de sólo 2 ‣‣‣10–9 m.

Parámetros básicos de la doble hélice:

* diámetro 1,8 – 2 nm,

* una vuelta contiene 10 nucleótidos

* altura de paso de giro ~ 3,4 nm

* la distancia entre dos nucleótidos es de 0,34 nm.

Las bases están ubicadas perpendiculares al eje de la cadena.

* las direcciones de las cadenas de polinucleótidos son antiparalelas

* conexión entre los ciclos de furanosa de desoxirribosa a través de

El ácido fosfórico se lleva a cabo desde la posición 3` hasta la posición 5` en

cada uno de los circuitos.

* Comienzo de la cadena: el grupo hidroxilo de la pentosa está fosforilado en la posición

5`, el final de la cadena es el grupo hidroxilo libre de la pentosa en la posición 3`.

* En el ADN y el ARN, los fragmentos de nucleósidos se encuentran en anticonformación; el anillo pirimidina de la purina se encuentra a la derecha del enlace glicosídico. Sólo esta posición permite la formación de un par complementario (ver fórmulas de nucleótidos)

* Se producen tres tipos de interacciones entre bases nitrogenadas:

1. “Transversales”, están involucrados pares complementarios de dos cadenas. Se produce una transferencia "cíclica" de electrones entre dos bases nitrogenadas (T – A, U – C), se forma un sistema de electrones p adicional, que proporciona una interacción adicional y protege las bases nitrogenadas de influencias químicas no deseadas. Entre Se establecen dos enlaces de hidrógeno entre la adenina y la timina, y tres enlaces de hidrógeno entre la guanina y la citosina.

2. “Vertical” (apilamiento), debido al apilamiento, intervienen las bases nitrogenadas de una cadena. La “interacción de apilamiento” incluso tiene más importancia para estabilizar la estructura que la interacción en pares complementarios

3. La interacción con el agua juega un papel importante en el mantenimiento de la estructura espacial de la doble hélice, que adquiere la estructura más compacta para reducir la superficie de contacto con el agua y dirige bases heterocíclicas hidrofóbicas hacia la hélice.

Estructura y composición de complejos nucleoproteicos.

En la unión del ácido nucleico a la proteína intervienen varios tipos de interacciones:

Electrostático

Enlaces de hidrógeno

Hidrofóbico

A partir de los resultados del análisis estructural por rayos X se construyeron modelos tridimensionales reales de ADN, ribosomas, informasomas y ácidos nucleicos virales mediante modelos informáticos.

Las proteínas histonas del ADN tienen distintas propiedades básicas y difieren alto grado Conservadurismo evolucionista. Según la proporción de los dos aminoácidos básicos lisina/arginina, se dividen en 5 clases: H1, H2A, H 2B, H3, H4

Nucleótidos: concepto y tipos. Clasificación y características de la categoría "Nucleótidos" 2017, 2018.

Junto con los aminoácidos, el grupo más importante de sustancias nitrogenadas son los nucleótidos. Su significado biológico Para la vida de los organismos está determinada por el hecho de que se utilizan para construir moléculas de ácidos nucleicos: ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN), son parte de los centros catalíticos de las enzimas, participan en procesos bioenergéticos y la síntesis de carbohidratos, lípidos, proteínas, alcaloides y otras sustancias. Algunos nucleótidos son capaces de realizar funciones reguladoras.

Principal componentes estructurales nucleótidos: bases nitrogenadas, pentosas (ribosa o desoxirribosa) y un residuo de ácido ortofosfórico. Dependiendo del componente de carbohidratos, se distinguen dos grupos de nucleótidos: ribonucleótidos que contienen un residuo de ribosa y desoxirribonucleótidos que contienen un residuo de desoxirribosa. Los organismos utilizan los desoxirribonucleótidos para sintetizar ADN, y los ribonucleótidos son parte del ARN, enzimas y nucleósidos polifosfatos de alta energía.

La ribosa y la desoxirribosa en la composición de los nucleótidos se encuentran en la forma b-D-furanosa:

Los nucleótidos se forman a partir de dos tipos de bases nitrogenadas: pirimidina y derivados de purina. Exhiben las propiedades de las bases en una solución acuosa cuando interactúan con moléculas de agua. De las bases pirimidínicas, las más importantes son el uracilo, la timina y la citosina como principales unidades estructurales de los nucleótidos que forman los ácidos nucleicos. Además de ellas, se conocen otras bases: 5-metilcitosina, pseudouracilo, 5-hidroximetilcitosina, etc. La 5-metilcitosina y la 5-hidroximetilcitosina en pequeñas cantidades pueden

De las bases purínicas, la adenina y la guanina son las más importantes, ya que se utilizan para la síntesis de ácidos nucleicos. En la composición de los ácidos nucleicos también se encontraron en pequeñas cantidades otras bases, que se forman como resultado de la modificación química de la adenina y la guanina: 7-metilguanina, 2-metiladenina, N-dimetilguanina, etc. Los metabolitos intermedios importantes son la hipoxantina. , xantina, alantoína. En algunas plantas pueden acumularse en estado libre.

Todas las bases nitrogenadas absorben intensamente la luz ultravioleta en longitudes de onda de 200 a 280 nm.

Cuando las bases nitrogenadas se combinan con una molécula de ribosa o desoxirribosa, se forman compuestos llamados nucleósidos, ya que se produce un enlace glicosídico entre la pentosa y la base. Las bases en este caso pueden considerarse agliconas en relación con las pentosas.

En los nucleósidos, el enlace glicosídico se produce entre el primer átomo de carbono de la pentosa en forma b-furanosa y el nitrógeno de la base purina (novena posición) o pirimidina (primera posición). Las bases nitrogenadas adenina, guanina, citosina y uracilo se forman, cuando se combinan con ribosa, nucleósidos: adenosina, guanosina, citidina y uridina.

y con desoxirribosa: desoxiadenosina, desoxiguanosina, desoxicitidina, desoxiuridina. La timina se combina con la desoxirribosa para dar desoxitimidina.

Las bases nitrogenadas y los nucleósidos pueden acumularse en las plantas en cantidades significativas debido a la intensa degradación de los ácidos nucleicos.

Los ésteres de nucleósidos del ácido fosfórico se llaman nucleótidos. En los nucleótidos, los residuos de ácido ortofosfórico pueden estar unidos al quinto o tercer átomo de carbono de la ribosa o la desoxirribosa, y en algunos ribonucleótidos también al segundo átomo de carbono de la ribosa. En los nucleótidos libres, el grupo fosfato suele estar situado en el quinto átomo de carbono de la ribosa o desoxirribosa. En un ambiente neutro, los residuos de ácido ortofosfórico en las moléculas de nucleótidos están fuertemente disociados, como resultado de lo cual se pueden unir cationes, por lo tanto, durante el aislamiento químico, los nucleótidos cristalizan en forma de sales.

El estudio de la estructura espacial de las bases nitrogenadas mediante análisis de difracción de rayos X muestra que todas ellas tienen una conformación casi plana. En ellos se produce con bastante facilidad la reordenación de los dobles enlaces, lo que va acompañado de transformaciones tautómeras. Por ejemplo, la guanina puede existir en dos formas tautoméricas:

El plano del núcleo heterocíclico de la base en la estructura de nucleósidos y nucleótidos puede ocupar dos posiciones en el espacio con respecto a la pentosa, formando dos conformaciones opuestas: sinónimo-conformación y anti-conformación. EN anti-conformación, la estructura de la base nitrogenada se aleja de la pentosa, y en sinónimo-la conformacion esta orientada por encima de su plano. En estado libre, los nucleótidos de pirimidina se encuentran predominantemente en anti-Las conformaciones y las purinas cambian con bastante facilidad de una forma a otra.

Debido a que los nucleótidos tienen propiedades fuertemente ácidas, se les llama ácidos, teniendo en cuenta los nombres de las bases nitrogenadas y el componente de carbohidratos. Por ejemplo, un ribonucleótido que contiene un residuo de adenina se llama ácido adenílico o monofosfato de adenosina (AMP). El desoxirribonucleótido formado a partir de timina se llama ácido desoxitimidílico o monofosfato de desoxitimidina (dTMP). Los nombres de otros nucleótidos se presentan en la Tabla 2.

En las plantas se han encontrado formas cíclicas de nucleótidos, monofosfato de adenosina y monofosfato de guanosina, que aparentemente desempeñan funciones reguladoras. La estructura del AMP cíclico se puede representar mediante la siguiente fórmula:

2 . Nombres de los nucleótidos más importantes.