Біологічна функція нуклеїнових кислот

Курсова робота з біохімії рослин

Тема: Біологічна функціянуклеїнових кислот

Воронеж 2011р.

Введення

Термін нуклеїнові кислоти був запропонований німецьким хіміком Р. Альтманомв 1889р після того, як ці з'єднання були відкриті в 1868р. швейцарським лікаремФ. Мішер. Він екстрактіровал клітини гнійного пневмокока розбавленою соляноюкислотою протягом декількох тижнів і отримав у залишку майже чистий ядерний матеріал,назвавши його нуклеіном (від лат. nucleus- Ядро). За своїми властивостями нуклеін різко відрізнявся від білків: він був кислим,не містив сірки, було багато фосфору. Нуклеін добре розчинявся в лугах, алене розчинявся в розбавлених кислотах.

Згодом з тварин, рослинних об'єктів імікроорганізмів були виділені різні нуклеїнові кислоти. Їх найкращимджерелом виявилися клітини, що мають великі ядра.

Хімічно нуклеїнові кислоти являють собою біополімери,складаються з мономерних ланок - нуклеотидів. Кожний нуклеотид містить трирізних компонента: азотисте (пуриновое або пірімідіновоє) підстава,моносахарид пентозу (рибози або дезоксирибози) (Rb), залишок фосфорної кислоти (P). Як показав специфічний гідроліз (кислотний, лужний),а також гідроліз ферментами-нуклеазами, ці компоненти з'єднані один з однимв такій послідовності: азотна основа - пентоза - фосфат. Сусіднінуклеотиди пов'язані один з одним за допомогою ефірного зв'язку між моносахаридомі фосфатом іншого нуклеотиду.

Оскільки залишок пентози і фосфату з'єднані ефірної зв'язком,то при утворенні полінуклеотидних ланцюга зв'язок Rb-P-Rb називається фосфодіефірнимі.

Азотисті основи не беруть участь в утворенні ніяких іншихковалентних зв'язків, крім зв'язує їх із залишками пентози сахарофосфатнийланцюга. Саме послідовність азотистих основ в полінуклеотидних ланцюгавизначає унікальну структуру і специфічну функцію молекул нуклеїновихкислот.

Гідроліз нуклеїнових кислот, вид

ілених з ядер клітин,показав, що вони складаються з пуринових (аденін, гуанін) і піримідинових(Цитозину, тиміну) підстав, 2-дезоксирибози і фосфорної кислоти. Цянуклеїнова кислота була названа дезоксирибонуклеїнової кислотою (ДНК). Здріжджів була отримана інша за хімічним складом нуклеїнова кислота,містить замість тиміну урацил і замість дезоксирибози рибозу. Її назвалирибонуклеїнової кислоти (РНК).

Біологічна функція нуклеїнових кислот залишалася невідомоюпротягом майже століття. Тільки в 40-х рр.. XXв. О.Т. Евері, К. Мак-Леод і М. Мак-Картівстановили, що ці біополімери відповідальні за зберігання, реплікацію(Відтворення), транскрипцію (передачу) і трансляцію (відтворення набілок) генетичної (спадкової) інформації. У 1953р., Коли Дж. Уотсон іФ. Крик повідомили про розшифрування молекулярної структури ДНК, біохімія і взагалібіологія почала відлік нової ери пізнання живої матерії.

1.Огляд літератури 1.1.Структура нуклеотидів

Пуринові підстави мають наступну будову

Сам пурин не входить до складу нуклеотидів, а входять його похідні- Аденін (А), або 6-амінопурин, і гуанін (G), або 2-аміно-6-оксіпурін.

Піримідинові азотисті основи мають наступну будову

піримідинів також не входить до складу нуклеотидів, а входять його похідні- Урацил (U), або 2,4-діоксіпірімідін, тимін (Т),або 5-метилурацил, цитозин (С), або 2-окси-4-амінопірімідін.

У складі ДНК і РНК зустрічаються більш рідкісні азотисті основи,наприклад, 5-метілцітозін, 4-тіоураціл і дігідроураціл; вони отримали назвумінорних підстав.

До складу ДНК входять-D-2-дезоксирибоза, до складу РНК - D-рибоза. І в тому, і в іншому випадку ці монози є пентози(П'ять вуглецевих атомів), відмінності стосуються лише другого вуглецевого атома. Врибоза вуглець-2 пов'язаний з ОН-групою, тоді як в дезоксирибоза на місціОН-групи знаходиться Н, звідси префікс "дезокси". Букви і D відображають специфічну конфігурацію при атомах С-1 'і С-4'фуранозного циклу:

Нуклеозиди - сполуки, у яких пуринові або піримідиновіпідстави пов'язані з рибоза (рибонуклеозид) або дезоксирибози(Дезоксірібонуклеозіди). Нуклеозиди відносяться до N-глікозидів: атом С-1 'рибози або дезоксирибози пов'язаний з N-9пуринового або N-1 піримідинового підстави:

Аденозин 2'-дезоксіаденозін

До складу ДНК і РНК входять наступні нуклеозиди.

ДНК

Аденін + дезоксирибоза = дезоксіаденозін.

Гуанін + дезоксирибоза = дезоксигуанозина.

цитозин + дезоксирибоза = дезоксіцітідін.

Тимін + дезоксирибоза = дезоксітімідін.

РНК

Аденін + рибоза = аденозин.

Гуанін + рибоза = гуанозин.

цитозин + рибоза = цітідін.

урацил + рибоза = уридин.

Крім вище перелічених головних нуклеозидів зустрічаються імінорні нуклеозиди, з яких найбільш поширені дігідроурідін,псевдоуридин, у останньому відсутня звичайна N-гликозидная зв'язок: у ньому атом С-1 'рибози з'єднаний з атомом С-5урацилу.

Нуклеозиди краще розчинні у воді, ніж вихідні азотистіпідстави. Їх легко можна розділити і ідентифікувати методом тонкошаровоїхроматографії. Вони стійкі до лугів, але легко гідролізуються кислотами, атакож ферментом нуклеозідазой.

Нуклеотиди являють собою нуклеозиди з приєднаноюефірній зв'язком до залишку рибози або дезоксирибози фосфатної групою. Вутворенні зв'язку бере участь 5'-вуглецевийатом пентози. В залежності від будови пентози все нуклеотиди можна розділитина рібонуклеотіди і дезоксірібонуклеотіди:

Аденозин-5'-монофосфат 2'-Дезоксіаденозін-5'-монофосфат

Залежно від числа залишків фосфорної кислоти нуклеотидипідрозділяються на нуклеозид-5'-монофосфат, нуклеозид-5'-дифосфати інуклеозид-5'-трифосфат. В принципі нуклеозид може бути фосфорильованого дотетрафосфат.

Нижче наводяться назви та скорочені позначення нуклеотидів:

Назви Скорочені позначення

рибонуклеотид

Аденозінмоно-, ди-, трифосфат АМР, АDР, АТР

Гуанозінмоно-, ди-, трифосфат GМР, GDР, Gтр

Цітідінмоно-, ди-, трифосфат СМР, СDР, СТР

Урідінмоно-, ди-, трифосфат UМР, UDР, UТР

дезоксірібонуклеотідов

Дезоксоаденозінмоно-, ди-, трифосфат dАМР, dАDР, dАТР

Дезоксігуанозінмоно-, ди-, трифосфат dGМР, dGDР, dGТР

Дезоксіцітідінмоно-, ди-, трифосфат dСМР, dCDР, dCТР

Дезоксітімідінмоно-, ди-, трифосфат dТМР, dTDР, dTTP

Дана номенклатура нуклеотидів розглядає їх якфосфорні ефіри. У той же час завдяки наявності кислотної фосфатної групизручно розглядати нуклеозідмонофосфати як кислотні похідні вихіднихнуклеозидів, наприклад, аденіловая, уріділовая, гуаніділовая, цітіділоваякислоти.

Нуклеотиди - сильні кислоти, так як залишок фосфорноїкислоти, що входить до їх складу, сильно дисоційований. При рН 7,0 вільні нуклеотидив клітинах знаходяться головним чином у формі

R-рибоза-

де R-азотистепідстава.

Унікальні біохімічні функції нуклеотидів. В якості основнихможна відзначити наступні:

1) є будівельними блоками нуклеїнових кислот (ДНК іРНК); беруть участь у молекулярних механізмах, з допомогою

яких генетична інформація зберігається, реплікується ітранскрибується;

2) виконують важливу роль в енергетичному (фосфорному) обміні,в акумулюванні та перенесення енергії;

3) служать агонії (коферментами і активними простетичної групами)в окисно-відновних ферментах;

4) відіграють важливу роль у синтезі оліго-і полісахаридів, жирів.

Таким чином, нуклеотиди - універсальні біомолекули, що граютьфундаментальну роль в обміні речовин і енергії живої клітини.

1.2.Первинна структура полінуклеотидів

ДНК і РНК являють собою полінуклеотіди, що мають трирівня структури: первинну, вторинну, третинну.

Специфічність нуклеїнових кислот визначається не тільки їхнуклеотидним складом, але і послідовністю окремих нуклеотидів у ланцюгунуклеїнових кислот. До складу ДНК входить всього 4 нуклеоти...ду, але, враховуючи дужевисоку молекулярну масу ДНК, неважко уявити, що різноманітність її типіввиражається воістину астрономічними цифрами. Наприклад, якщо ми візьмемоланцюжок, що складається тільки з 100 нуклеотидів, то очевидно, що вона може бутипобудована 4способами.

Встановлено, що ДНК кожного певного виду характеризуєтьсятільки їй притаманною специфічною послідовністю нуклеотидів.

Рис.1 Схематичне зображення фрагмента полінуклеотіда

Полінуклеотіди складаються з нуклеотидів, з'єднаних фосфорноефірнимізв'язками з участю 3'-і 5'-вуглецевих атомів пентозном залишків двох сусідніхнуклеотидів. Довгі полінуклеотидних ланцюга містять тисячі, мільйонинуклеотидних залишків. Фосфатні групи в ланцюгах володіють сільнокіслой властивостямиі при рН 7,0 повністю іонізовані. Тому в живих клітинах нуклеїновікислоти існують у вигляді полианионов. Нуклеїнові кислоти погано розчиняються урозчинах кислот. Вони екстрагуються із зруйнованих тканин і клітин розчинаминейтральних солей чи фенолом.

1.3.Вторинна і третинна структури ДНК

Розчини ДНК характеризуються аномальною (структурної) в'язкістю.У потоці мають подвійне променезаломлення, що пояснюється подовженою формоюмолекул ДНК.

У розшифровку структури ДНК великий внесок внесли дослідженняЕ. Чаргаффа і його співробітників (1945-1951 рр..). Для поділу підстав,отриманих при кислотному гідролізі ДНК, Е. Чаргафф використовував методхроматографії. Кожне з цих підстав було визначено спектрофотометрично.Він вперше виразно заявив, що ДНК володіють вираженою видовою специфічністю.ДНК, виділені з різних джерел, відрізняються один від одного поспіввідношенню входять до їх складу азотистих основ. Е. Чаргафф сформулювавзакономірності складу ДНК, відомі під назвою правил Чаргаффа. Незалежновід походження ДНК ці закономірності представляються наступним чином:

1) кількість молекул аденіну дорівнює кількості молекул тиміну(А = Т);

2) кількість молекул гуаніну дорівнює кількості молекул цитозину(G = С);

3) кількість молекул пуринових підстав дорівнює кількості молекулпіримідинових основ (А + G = Т+ С);

4) кількість підстав з 6-аміногрупами в ланцюгах ДНК однокількості підстав з 6-гідроксигруп (А + С = G + Т);

5) ставлення (G+ С)/(А + Т)різко відрізняється для різних видів ДНК, але постійно для клітини одного виду; цевідношення називається фактором специфічності.

Фактор специфічності однаковий для ДНК різних органів ітканин одного організму і практично не відрізняється у різних видів тварин ірослин у межах одного класу. У вищих рослин і тварин його величиназнаходиться в межах 0,55-0,93; у бактерій - 0,35-2,73.

Правила Чаргаффа відіграли вирішальну роль у розробці проблеммолекулярної біології. Саме вони лягли в основу відкриття будови ДНК, їївторинної структури.

Перш ніж приступити до розгляду цієї структури, необхідновідзначити наступне. Інтерес до проблеми вивчення структури ДНК зріс у зв'язку зповної неясністю механізму відтворення (реплікації) ДНК, якийвідрізняється дуже високим ступенем точності. На підставі вже отриманих експериментальнихданих передбачалося, що генетична інформація в живій клітині зашифрована(Тобто записана за допомогою певного коду) в специфічній послідовностіоснов ДНК. Однак було неясно, як відтворюється така послідовність.

У 1953 р. Дж. Уотсон і Ф. Крик запропонували модель структуриДНК (рис.2). Вона враховувала рентгеноструктурні дані Р. Франклін і М. Уїлкінсаі "еквімолярної" підстав, відкриту Е. Чаргафф. Модель Уотсона -Крику не тільки пояснила фізико-хімічні властивості ДНК, але і дала підставувисловити припущення про можливий механізм реплікації ДНК. Згідно їхвисновку, молекула ДНК повинна бути дволанцюжкової. Кожна основа одного ланцюга"Спар" з лежачим в тій же площині підставі другогополінуклеотидних ланцюга. Це спаровування специфічно; оскільки кількістьпідстав з гідроксигруп дорівнює кількості підстав з аміногрупами, то, поУотсону і Крику, тільки певні пари основ входять в структуру так, щоможуть утворювати один з одним водневі зв'язки. Так як аденін міститьаміногрупу, а тимін - гідроксигруп, цитозин і гуанін - відповідно ці жгрупи і оскільки вони знаходяться в ДНК в еквімолекулярних кількостях, тодозволеними є тільки пари А-Т і G-С

Рис.2. З'єднання пар аденіну і тиміну, цитозину і гуаніну вмолекулі ДНК за допомогою водневих зв'язків

Між А і Т утворюються дві водневі зв'язки, між G і С - три водневі зв'язки.

Дві полінуклеотидних ланцюга ДНК відрізняються одна від одної якпослідовністю підстав, так і нуклеотидним складом. Однак підстави,стоять в даному положенні в одного ланцюга, визначають природу підстави в іншийланцюга. Наприклад, якщо в одного ланцюга варто аденін, то навпроти нього на другий ланцюгабуде розташовуватися тимін, і навпаки. Якщо в одного ланцюга стоїть гуанін, то вінший обов'язково буде цитозин, і навпаки. Дійсно, рентгеноструктурнийаналіз ДНК показав, що пуринові і піримідинові підстави нуклеотидних залишківДНК лежать в одній площині, перпендикулярній подовжній осі молекули, тодіяк цикли дезоксирибози знаходяться в площині, майже перпендикулярній тієї, вякої лежать цикли підстав.

Явище, при якому послідовність підстав одного ланцюга однозначновизначає послідовність підстав іншого ланцюга, отримало назвукомплементарності. Таким чином, ланцюги молекул ДНК комплементарні по відношеннюодин до одного.

Сформульований Уотсоном і Криком принцип комплементарностіз'явився універсальним принципом в біології. Він дав початок розвитку нових науковихнапрямків - молекулярної біології, молекулярної генетики, генної інженерії.Водневі зв'язки забезпечують спосіб спарювання підстав, стабільністьдволанцюжкової системи. Підстави щільно упаковані, причому відстань міжцентрами підстав, що лежать один над одним, одно 0,34 нм. На кожний повнийвиток подвійної спіралі доводиться 10 нуклеотидних пар. Упаковані всерединіподвійної спіралі підстави гідрофобні і недоступні молекулам води. Іонізованіфосфатні групи і гідрофільні залишки дезоксирибози знаходяться на поверхнімолекули і контактують з молекулами води. Таким чином, подвійна спіральстабілізована не тільки водневими зв'язками між комплементарними підставами,але і гідрофобними взаємодіями між основами, розташованими вздовждовгої осі молекули ДНК. Через високий ступінь упорядкованості макромолекулДНК її іноді називають апериодическим одновимірним кристалом.

Рис.3 макромолекулярних структур ДНК

При рентгенографічних досліджень головок сперматозоїдіввиходить така ж дифракційна картина, що і для зразків ДНК, тобто спіральУотсона-Кріка спостерігається безпосередньо в живих клітинах.

Модель будови ДНК в даний час є загальновизнаною.За розшифровку структури ДНК Дж. Уотсоном, Ф. Крику і М. Вілкінсу в 1962 р. була присуджена Нобелівська премія.

Третинна структура ДНК утворюється в результаті додатковогоскручування в просторі дволанцюжкові молекули. Вона має вигляд суперспиралиабо зігнутої (зламаної) подвійної спіралі.

В даний час описані три форми структури ДНК: А-, В-і Z-форми (мал.4). Параметри моделіУотсона-Кріка відповідають конформації ДНК у фізіологічних умовах (В-форміДНК). Однак при зміні умов середовища подвійна спіраль може приймати іншіформи. Так при зменшенні вологості (в препараті зразка длярентгеноструктурного аналізу) ДНК переходить в А-форму. Цей перехід пов'язаний ззміною конформації в залишках дезоксирибози, зменшенням відстані міжфосфатними групами сахарофосфатний остова. Відстань між парами нуклеотидівуздовж осі спіралі, рівне 0,34 нм в уотсон-Криковського моделі, зменшується(Приблизно до 0,25 нм при 11 нуклеотидних залишках на один виток спіралі).Діаметр спіралі збільшується; змінюються ширина і глибина борозенок; комплементарніпари азотистих основ утворюють з віссю спіралі кут 20 В° і, головне, вонизміщуються до периферії спіралі. Тому подвійна спіраль схожа на пологукручені сходи і всередині неї виникає порожнина діам...етром 0,40 нм.

Перехід молекули ДНК з В-до А-форму можна здійснити призниженні активності води в розчині (при внесенні до нього органічногорозчинника, наприклад, етанолу). Існує думка, що В-форма являєсобою якусь проміжну форму двох або більшої кількості конформацій. Однією зособливостей В-форми, званої В'-формою, є здатність міняти в молекуліДНК положення двох ланцюгів на зворотне. Більш того, В-форма може існувати ввигляді як правої, так і лівої спіралі.

Хоча більш стабільними в А-і В-формах є правозакрученниеспіралі, існують досить стійкі і левозакрученние спіралі ДНК. Одна зтаких спіралей була отримана в 1979 р. А. Річем. Через нерегулярногозигзагоподібного вигину cахарофосфатногоостову вона була названа Z-формою(Рис.4). Повторювана одиниця в Z-форміДНК включає дві пари нуклеотидів, а не одну, як у В-і А-формах. Внаслідокцього лінія, що з'єднує фосфатні групи, через кожні дві пари нуклеотидівмає злам і приймає зигзагоподібний вигляд. У порівнянні з В-формою в лівій Z-формі різко змінений характер

отримання.

Встановлено, щоЦе

К.Дослідники

В результаті

ЗавдякиXX в.

Багато

Вториннатання ефірного зв'язку між її карбоксильної групою ігідроксильною групою 3'-кінцевого залишку аденіну в тРНК, Дві інші головнігілки тРНК називаються дігідроуріділовая гілку і Т С-ветв'. Перша містить незвичайнийнуклеозид дігідроурідін, а друга - нуклеозиди псевдоуридин () і ріботімідін (Т),зазвичай не присутні в складі РНК.

Дослідження структури тРНК методом рентгеноструктурногоаналізу показали, що їх нативні молекули мають компактну форму; окремідвухспіральной "шпильки" листа конюшини складаються вспецифічну третинну структуру, яка є близькою для всіх тРНК.

Після ферментативної етерифікації вільної 3'-гідроксигрупикінцевого залишку аденіловой кислоти в послідовності ССА специфічної ввідношенні тРНК амінокислотою утворюється активна форма, званааміноацил-тРНК. Залишок цієї амінокислоти переноситься до кінця зростаючої поліпептидноголанцюга. Антикодон забезпечує специфічність взаємодії тРНК з мРНК. Бічніпетлі, мабуть, відіграють важливу роль у зв'язуванні тРНК з аміноацил-тРНК-синтетазоюі з комплексом рибосома-мРНК. Аддукти аміноціл-тРНК розташовуються впевній послідовності, пов'язаної з послідовністю кодонів мРНК.

Рис.5 Структура транспортної РНК

Матрична РНК становить незначну частину (3-10%) всіхклітинних РНК; молекулярна маса коливається в широких межах і доходить до 1410. Вонапрограмує синтез всіх клітинних білків цитоплазми. Відносний вмістіндивідуальної мРНК в сумарному препараті РНК може становити тисячні часткивідсотка. Перші експериментальні докази існування мРНК отрималиА.Н. Білозерський, А.С. Спірін та їх співробітники (1957-1960 рр..). Вони показали,що нуклеотидний склад загальною РНК бактерій E. coli корелює зскладом їх ДНК, і прийшли до висновку про наявність, принаймні, двох типівРНК, один з яких (велика фракція) має склад, не відображає складу ДНК,а другий (менша фракція) відтворює склад ДНК. Надалі з'ясувалося,що перша фракція - це рибосомна РНК, а друга - мРНК. Але це зробили в 1961 р. Ф. Гросс і співробітники.

Якщо рРНК і тРНК метаболічно стійкі, то мРНК в більшостівипадків, особливо у прокаріотів, є відносно короткоживущей. Їїнуклеотидний склад близький до складу ДНК, виділеної з того ж організму. мРНКмають чітко виражену вторинну структуру; до складу дволанцюжкових діляноквключено до 75% всіх нуклеотидних послідовностей мРНК. Значна частинаділянок вторинної структури в мРНК ідентифікована "шпильками".Однак роль ділянок вторинної структури в реалізації матричних функцій покиточно не встановлена. Передбачається, що "шпильки" виконують рольспецифічних структур, що обумовлюють впізнавання певних ділянок рибосомпри їх зв'язування з мРНК.

Якщо рРНК і тРНК відносяться до обслуговуючого апарату белоксинтезирующейсистеми клітини, то мРНК є прямим посередником між ДНК і білками, граєроль матриці для синтезу останніх, тому вважають, що вона виконує роль месенджера.Сама мРНК синтезується в ядрі клітини в процесі транскрипції у в ході якоїнуклеотидних послідовність одній з ланцюгів хромосомної ДНК ферментативнимшляхом "переписується" (транскрибується) з утвореннямпопередника пре-мРНК; остання має копії паліндромів ДНК, тому її вториннаструктура містить шпильки і лінійні ділянки. При дозріванні пре-мРНК шпилькивідсікаються ферментами і утворюється мРНК.

2.Матеріали і методи досліджень 2.1.Кислотний гідроліз нуклеопротеїдів дріжджів і вивченнявластивостей ДНК І РНК

Обладнання і реактиви: ваги технічні; ваги торзіонних;електроплитка; водяна баня; центрифуга; колба на 100 мл із зворотнимхолодильником; пробірки; піпетки на 1 і 20 мл. Концентрована і 10%-наясірчана кислота; 10%-ний розчин NaOH; концентрованийрозчин аміаку; 1% розчин AgNO; бідистильована вода; розчин діфеніламіна (1 г діфеніламіна розчиняють у 50 мл крижаної оцтової кислоти, додають 2,75 мл концентрованої H SO і доводять крижаної оцтової кислотою до 100 мл);молібденовий реактив (18,75 г молібдату амонію розчиняють в 250 мл 32%-ногорозчину HNO); 1%-ний розчин CuSO; 1%-ний розчин тимолу.

Матеріали: дріжджі сухі; препарати ДНК і РНК.

Хід роботи

1. Гідроліз нуклеопротеїдів. У конічну колбу на 100 млвносять 1 г сухих дріжджів, додають 20 мл 10%-ного розчину H SO і 20 мл бідистильованої води. Колбу сполучають ззворотним холодильником, нагрівають до кипіння і кип'ятять протягом 1 год, охолоджуютьі центрифугують 5 хв при 5000 об/хв.

2. Якісні реакції на пентози:

а) до 0,5 мл нейтралізованого лугом гідролізату додають 2краплі 1%-ного спиртового розчину тимолу, перемішують і обережно перешаровуютьрівний обсяг концентрованої сірчаної кислоти. На дні пробірки утворюєтьсячервоне забарвлення в результаті конденсації тимолу з фурфуролом, получившимсяз пентози;

б) до 5-10 мг продажного препарату ДНК додають 1 мл0,4%-ного розчину NaOH,перемішують. З отриманого розчину відбирають 0,3-0,5 мл розчину дифениламинаі ставлять на киплячу водяну баню на 10 хв. Рідина набуває синій колірвнаслідок взаємодії дезоксирибози, що утворилася в результаті гідролізуДНК, з дефініламіном;

в) до 10 мг продажного препарату РНК додають 1 мл 0,4%-ногорозчину NaOH, перемішують. До 0,5 мл лужного розчинуРНК додають 0,5 мл розчину дифениламина і ставлять пробірку на киплячу водянубаню на 15 хв. Розвивається зелене забарвлення рідини внаслідок взаємодіїрибози з дефініламіном.

3. Срібна проба на пуринові основи. До 1 мл гідролізатудріжджів доливають 2 краплі концентрованого розчину аміаку і 5 крапель1%-ного розчину азотнокислого срібла. Через 3-5 хв випадає бурий осадсрібних з'єднань пуринових підстав.

4. Молібденова проба на фосфорну кислоту. До 1 мл гідролізатудріжджів додають 5 крапель молібденового реактиву і обережно кип'ятятькілька хвилин. Розвивається лимонно-жовте забарвлення рідини внаслідокосвіти фосфорномолибденовокислого амонію з реакції

H PO + 12 (NH) MoO + 21 HNO (NH) PO 12 MoO + + 21 NH NO + 12 HO

2.2.Визначення нуклеозідфосфатов методом тонкошаровоїхроматографії

Обладнання та реактиви: СФ; хроматоскоп; ваги; рефрижераторнихцентрифуга; камера для тонкошарової хроматографії; платівки Silufol uv 254; ножиці; порцелянові ступки; пробірки; мікропіпетки;градуйовані піпетки на 1 і 2 мл; мірний циліндр на 100 мл; препарувальніголка. Пропанол; 25%-ний розчин аміаку; рідкий азот; 5%-ний розчин Тхукислоти; 0,1 н. HCl; стандартні 0,01 М розчини АТФ, АДФ, АМФ.

Матеріали: проростки; тканини тварин.

Хід роботи

Наважку (0,5 - 1 г) рослинної або тваринної тканини подрібнюютьножицями на холоду, заливають рідким азотом і розтирають у ступці. Потім дорозтертий порошку доливають 1 мл 5%-ної ТХО кислоти, перемішують іцентрифугують 5 хв при 5000 об/хв при 0 - 4 В° С. Надосадову рідинузливають в пробірку, до осаду доливають ще 1 мл 5%-ної ТХО кислоти,перемішують і центрифугують. Супернатан...т об'єднують і використовують для хроматографії.На пластинки Silufol uv 254 в нижній частині, відступивши 2 см, наносять у вигляді смуги 0,03 - 0,05 мл насадок рідини. Після підсихання ставлять у посудину длявисхідної хроматографії. В якості розчинника використовують систему н-пропанол- 25%-ний аміак - вода (60: 30: 10). Час розділення близько 2 ч. Потімвиймають хроматографічні пластинки, висушують на повітрі і дивляться вхроматоскопе (світлофільтр УФС-1).

Нуклеотиди розташовуються в порядку знизу вгору: АТФ, АДФ,АМФ. Зони, в яких виявляються нуклеотиди, обводять препарувальні голкою,соскабливают в пробірки і екстрагують 1,8 мл 0,1 н. HCl, інтенсивно струшують і центрифугують при 3000об/хв протягом 5 хв. Надосадову рідину фотометрируют в кюветі шириною 3 мм при довжині хвилі 257 нм проти контролю. Контролем служить соскобленний з платівки сорбент ззоли, не містить нуклеотидів; із них надходять в подальшому так само, як ззолами, в яких виявлено нуклеотиди.

Зміст нуклеотидів розраховують за калібрувальним графіком,складеним для кожного нуклеотида за формулою

C =

де D -оптична щільність; В - загальний об'єм екстракту, мл; К - коефіцієнт екстинкції(Рівний для АТФ, АДФ, АМФ відповідно 14,6 10, 15,0 10, 14,7 10); А - обсяг нанесеного екстракту,мл; n - наважка, г.

Висновок

В результаті виконаної курсової роботи можна зробити висновок,що структурними блоками гігантських молекул нуклеїнових кислот єнуклеотиди. Кожний нуклеотид містить три різних компонента: азотисте(Пуриновое або пірімідіновоє) підстава, моносахарид пентозу (рибозу абодезоксирибозу), залишок фосфорної кислоти. Ці компоненти з'єднані один зіншому в такій послідовності: азотна основа пентоза - фосфат.Сусідні нуклеотиди з'єднані один з одним за допомогою ефірного зв'язку між моносахаридомі фосфатом іншого нуклеотиду.

Гідроліз нуклеїнових кислот, виділених з ядер клітин,показав, що вони складаються з пуринових і піримідинових основ (аденіну,гуаніну, цитозину, тиміну), дезоксирибози і фосфорної кислоти. Ця кислота буланазвана дезоксирибонуклеїнової (ДНК). З дріжджів була отримана іншануклеїнова кислота, яка містить замість дезоксирибози рибозу. Її назвали рибонуклеїновоїкислотою (РНК). У неї входять підстави - аденін, урацил, цитозин і гуанін. ДНКі РНК відповідальні за зберігання, реплікацію (відтворення), транскрипцію(Перенесення) і трансляцію (передачу) генетичної (спадкової) інформації.

Унікальні біологічні функції нуклеотидів. Крім того, щонуклеотиди входять до складу нуклеїнових кислот, вони виконують важливу функцію венергетичному (фосфорному) обміні, в акумулюванні хімічної енергії і їїперенесення; служать активними простетичної групами вокисно-відновних ферментах, відіграють важливу роль у синтезі жирів,оліго-і полісахаридів.

На основі правил Чаргаффа і даних рентгеноструктурногоаналізу, Дж. Уотсон і Ф. Крик запропонували двухспіральной модель ДНК і розвинуливажливу для біохімії концепцію комплементарності. Вони запропонували три рівняструктури ДНК: первинну (послідовність нуклеотидів), вторинну (структурадвох правозакрученних спіралей), третинну (додаткове закручування впросторі двухспіральной молекули). В освіті вторинної та третинноїструктур важливу роль грають водневі зв'язки, що виникають між парамипідстав аденін - тимін і гуанін - цитозин, а також гідрофобні взаємодіїміж основами, спрямовані вздовж ланцюгів молекули ДНК. Руйнування цихзв'язків нагріванням або подщелачіваніе розчинів викликає денатурацію ДНК.

Точне копіювання молекули ДНК (її реплікацію) забезпечуєтак званий напівконсервативний механізм, що полягає в розбіжності двохланцюгів материнської ДНК і використанні їх в якості матриць для синтезу двохнових (дочірніх) ланцюгів ДНК, Цей механізм доведений експериментально.

РНК - однонітевиє молекули, на відміну від ДНК; їх вторинна ітретинна структури нерегулярні. За своїм біологічним функціям РНКпідрозділяються на три типи: рибосомная - рРНК, транспортна - тРНК і матрична- МРНК. рРНК входить до складу клітинних органел - рибосом. Даний тип РНКбере участь у формуванні структури рибосом, на яких здійснюється синтезбілка. тРНК виконують функцію переносника амінокислот до місця синтезу білка.мРНК передає зчитану нею інформацію з ДНК на синтезується білок, виконуєроль матриці при синтезі поліпептидного ланцюга.

Списоквикористаної літератури

1.Жеребцов Н. А.,Попова Т. Н., Артюхов В. Г. Біохімія: Підручник. - Воронеж: ВидавництвоВоронезького державного університету, 2002.

2.Землянухін А.А.Практикум з біохімії: навч. пос - Воронеж: Видавництво Воронезькогодержавного університету, 1993.

3.Зенгер В.Принципи структурної організації нуклеїнових кислот. - М: Світ, 1987.

4.Ленинджер А.Основи біохімії: Підручник. - М.: Мир, 1985.

5.Остерман Л. А.Методи дослідження білків і нуклеїнових кислот. - М.: Наука, 1981.

6.Плешков Б.П.Біохімія сільськогосподарських рослин: Підручник. - М.: Агропромиздат, 1987.