Нуклеотиды и нуклеиновые кислоты
Нуклеозиды, нуклеотиды и цепи
Нуклеиновая кислота — полимер, в котором сахар и фосфат образуют остов, а основания торчат в сторону и несут информацию.
Как записать нуклеотид и цепь
- Основание + сахар (β-гликозидная связь с C1′) = нуклеозид; + фосфат при 5′-OH = нуклеотид (AMP, dGMP).
- Атомы сахара нумеруют со штрихом (1′–5′), атомы основания — без штриха.
- Цепь: 5′-фосфат одного нуклеотида связан с 3′-OH другого (фосфодиэфир); записывают от 5′ к 3′.
- Комплементарная цепь антипараллельна: чтобы записать её от 5′ к 3′, возьмите комплементы и прочтите их в обратном порядке.
Примеры
1. Аденозин: аденин + рибоза (связь C1′–N9); 2′-дезоксиаденозин-5′-монофосфат (dAMP) — нуклеотид ДНК.
2. Цепь 5′-ATGC-3′ комплементарна цепи 5′-GCAT-3′.
error5′ и 3′ — не произвольные метки
Фосфодиэфирный мостик соединяет 3′-OH одного сахара с 5′-OH следующего. Записывая комплементарную цепь, её направление нужно развернуть, иначе получится другая последовательность.
edit_noteПопробуйте сами
Какая цепь комплементарна 5′-GGAT-3′ (запишите от 5′ к 3′)?
expand_moreПоказать решение
5′-ATCC-3′.
Двойная спираль, РНК и генетический код
Две цепи ДНК держатся водородными связями пар оснований и стопкой ароматических колец — поэтому состав пар подчиняется строгим правилам.
Как применять правила Чаргаффа и свойства спирали
- В двуцепочечной ДНК [A] = [T], [G] = [C]; поэтому %A = %T = (100 − %GC)/2.
- Геометрия B-ДНК: 3,4 Å на пару, около 10,5 пары на виток; длина = 0,34 нм · число пар.
- Чем больше пар G–C (три водородные связи и более сильный стэкинг), тем выше температура плавления.
- РНК: рибоза и урацил; 2′-OH делает её чувствительной к щелочному гидролизу (через 2′,3′-циклофосфат).
- Код: кодон — три нуклеотида мРНК; 4³ = 64 кодона: 61 кодирует аминокислоты, 3 — стоп (UAA, UAG, UGA), AUG — старт (Met).
Примеры
1. ДНК с 20 % аденина: тимина 20 %, гуанина и цитозина по 30 %.
2. Участок из 900 пар оснований кодирует до 299 аминокислот: последний кодон — стоп.
errorПравила Чаргаффа — только для двойной цепи
В одноцепочечной РНК или ДНК вируса [A] не обязано равняться [U] или [T].
edit_noteПопробуйте сами
Какова длина (нм) участка ДНК из 1000 пар оснований?
expand_moreПоказать решение
340 нм.
push_pinГлавное
Нуклеозид — азотистое основание, связанное β-N-гликозидной связью с C1′ рибозы (РНК) или 2′-дезоксирибозы (ДНК): пурины — через N9, пиримидины — через N1. Нуклеотид — фосфат нуклеозида (обычно по 5′-OH). В цепи нуклеотиды связаны 3′,5′-фосфодиэфирными связями; последовательность пишут от 5′-конца к 3′-концу. ДНК — двойная антипараллельная спираль с парами A–T и G–C: [A] = [T], [G] = [C] (правила Чаргаффа), около 10,5 пары на виток, 3,4 Å на пару. РНК содержит рибозу и урацил вместо тимина; её 2′-OH атакует соседний фосфат, поэтому РНК гидролизуется щёлочью, а ДНК — нет. Температура плавления ДНК растёт с долей пар G–C. Генетический код: кодон — три нуклеотида мРНК, 64 кодона, из них три стоп-кодона, AUG — старт (Met).
Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.