Нуклеиновые кислоты. 
Нервная система: анатомия, физиология, нейрофармакология

Нуклеиновыми кислотами называются высокомолекулярные полимерные соединения, мономерами которых являются нуклеотиды. Нуклеиновые кислоты — самые крупные из молекул, образуемых живыми организмами. Нуклеиновые кислоты обеспечивают в живой природе хранение, тиражирование и передачу наследственной информации. Нуклеиновые кислоты получили свое название от латинского nucleus — ядро, поскольку именно в нем они были впервые обнаружены. Позднее нуклеиновые кислоты были найдены и в цитоплазме, и в митохондриях, и в пластидах.

Известны две разновидности нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК), которые отличаются друг от друга по составу. Молекула ДНК состоит из двух цепей нуклеиновых кислот, закрученных в двойную спираль и удерживаемых водородными связями. Каждая цепь ДНК состоит из нескольких десятков тысяч нуклеотидов, т. е. представляет собой полинуклеотид. Нуклеотиды в составе ДНК содержат четыре азотистых основания: аденин, гуанин, цитозин, тимин, а также дезоксирибозу (сахар) и остаток фосфорной кислоты (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Схема строения нуклеотида ДНК.

Азотистые основания определяют названия соответствующих нуклеотидов: адениловый (А), гуаниловый (Г), цитидиловый (Ц) и тимидиловый (Т) (рис. 1.8).

Рис. 1.8. Строение азотистых оснований, входящих в состав ДНК.

При образовании двойной спирали ДНК азотистые основания одной цепи располагаются против азотистых оснований другой в строго определенном порядке: против аденина одной цепи всегда располагается тимин другой цени, против гуанина — цитозин, и наоборот. Такой порядок расположения связан с тем, что нуклеотидные пары строго соответствуют друг другу по химическому строению и являются комплементарными друг другу. Между гуанином и цитозином всегда возникают три водородные связи, а между аденином и тимином — две (рис. 1.9).

Рис. 1.9. Структура ДНК:

а — двойная спираль; б — связи между комплементарными основаниями;

А — аденин; Г — гуанин; Т — тимин; Ц — цитозин Таким образом, у всякого организма число гуаниловых нуклеотидов равно числу цитидиловых, а адениловых — числу тимидиновых. Последовательность нуклеотидов в одной цепи ДНК позволяет, по принципу комплементарное™, установить нуклеотидную последовательность другой цепи.

С помощью четырех типов нуклеотидов в структуре ДНК записана вся передающаяся по наследству следующим поколениям информация об организме. Перед делением клетки содержащаяся в ее ядре ДНК удваивается для того, чтобы генетического материала хватило на две дочерние клетки. Процесс называется репликацией (рис. 1.10).

Рис. 1.10. Схема репликации — удвоения ДНК.

Молекула РНК состоит из одной цепи, образованной рибонуклеотидами. Каждый рибонуклеотид состоит из азотистого основания, рибозы (сахара) и остатка фосфорной кислоты. В рибонуклеотидах четыре азотистых основания: аденин, гуанин, цитозин и урацил (вместо тимина в ДНК).

Информация о структуре молекул РНК заложена в молекулах ДНК, которая служит матрицей при синтезе молекул РНК. Этот процесс называется транскрипцией. Содержание РНК в клетке может значительно меняться.

Различают три класса РНК:

• 1) информационная (.матричная) РНК (иРНК или мРНК) — переносит информацию о строении и функциях белков от ДНК к месту синтеза белков на рибосомах в цитоплазме;
• 2) транспортные РНК (тРНК) доставляют аминокислоты, из которых состоит белок, к месту сборки этого белка. Каждая аминокислота переносится особым видом тРНК и поэтому в клетке их содержится около 30. По размеру тРНК относительно невелики и по форме напоминают лист клевера (рис. 1.11);

Рис. 1.11. Схема строения тРНК

3) рибосомалъная РНК (рРНК) в комплексе с белковыми молекулами образует рибосомы — органеллы, которые обеспечивают синтез белков.

Различные типы РНК представляют собой единую функциональную систему, реализующую наследственную информацию через синтез белка. Молекулы РНК находятся в ядре, цитоплазме, рибосомах, митохондриях и пластидах клетки.