Главная >> Биология 9 класс. Пасечник

Глава 1. Молекулярный уровень

§ 9. Нуклеиновые кислоты

1. Какова роль ядра в клетке? 2. С какими органоидами клетки связана передача наследственных признаков? 3. Какие вещества называются кислотами?

Нуклеиновые кислоты (от лат. nucleus - ядро) впервые были обнаружены в ядрах лейкоцитов. Впоследствии было выяснено, что нуклеиновые кислоты содержатся во всех клетках, причём не только в ядре, но также в цитоплазме и различных органоидах.

Различают два типа нуклеиновых кислот - дезоксирибонуклеиновые (сокращённо ДНК) и рибонуклеиновые (сокращённо РНК). Различие в названиях объясняется тем, что молекула ДНК содержит углевод дезоксирибозу, а молекула РНК - рибозу.

Нуклеиновые кислоты - биополимеры, состоящие из мономеров - нуклеотидов. Мономеры-нуклеотиды ДНК и РНК имеют сходное строение.

Каждый нуклеотид состоит из трёх компонентов, соединённых прочными химическими связями. Это азотистое основание, углевод (рибоза или дезоксирибоза) и остаток фосфорной кислоты (рис. 12).

В состав молекулы ДНК входят четыре типа азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин или тимин. Они и определяют названия соответствующих нуклеотидов: адениловый (А), гуаниловый (Г), цитидиловый (Ц) и тимидиловый (Т) (рис. 13).

Каждая цепь ДНК представляет полинуклеотид, состоящий из нескольких десятков тысяч нуклеотидов.

Молекула ДНК имеет сложное строение. Она состоит из двух спирально закрученных цепей, которые по всей длине соединены друг с другом водородными связями. Такую структуру, свойственную только молекулам ДНК, называют двойной спиралью.

При образовании двойной спирали ДНК азотистые основания одной цепи располагаются в строго определённом порядке против азотистых оснований другой. При этом обнаруживается важная закономерность: против аденина одной цепи всегда располагается тимин другой цепи, против гуанина - цитозин, и наоборот. Это объясняется тем, что пары нуклеотидов аденин и тимин, а также гуанин и цитозин строго соответствуют друг другу и являются дополнительными, или комплементарными (от лат. complementum - дополнение), друг другу. А сама закономерность носит название принцип комплементарности. При этом между аденином и тимином всегда возникают две водородные связи, а между гуанином и цитозином - три (рис. 14).

Следовательно, у всякого организма число адениловых нуклеотидов равно числу тимидиловых, а число гуаниловых - числу цитидиловых. Зная последовательность нуклеотидов в одной цепи ДНК, по принципу комплементарности можно установить порядок нуклеотидов другой цепи.

С помощью четырёх типов нуклеотидов в ДНК записана вся информация об организме, передающаяся по наследству следующим поколениям. Другими словами, ДНК является носителем наследственной информации.

Молекулы ДНК в основном находятся в ядрах клеток, но небольшое их количество содержится в митохондриях и пластидах.

Молекула РНК, в отличие от молекулы ДНК, - полимер, состоящий из одной цепочки значительно меньших размеров.

Мономерами РНК являются нуклеотиды, состоящие из рибозы, остатка фосфорной кислоты и одного из четырёх азотистых оснований. Три азотистых основания - аденин, гуанин и цитозин - такие же, как и у ДНК, а четвёртое - урацил.

Образование полимера РНК происходит через ковалентные связи между рибозой и остатком фосфорной кислоты соседних нуклеотидов.

Выделяют три типа РНК, различающихся по структуре, величине молекул, расположению в клетке и выполняемым функциям.

Рибосомные РНК (рРНК) входят в состав рибосом и участвуют в формировании их активных центров, где происходит процесс биосинтеза белка.

Транспортные РНК (тРНК) - самые небольшие по размеру - транспортируют аминокислоты к месту синтеза белка.

Информационные, или матричные, РНК (иРНК) синтезируются на участке одной из цепей молекулы ДНК и передают информацию о структуре белка из ядра клеток к рибосомам, где эта информация реализуется.

Таким образом, различные типы РНК представляют собой единую функциональную систему, направленную на реализацию наследственной информации через синтез белка. Молекулы РНК находятся в ядре, цитоплазме, рибосомах, митохондриях и пластидах клетки.

Новые понятия

Нуклеиновая кислота. Дезоксирибонуклеиновая кислота, или ДНК. Рибонуклеиновая кислота, или РНК. Азотистые основания: аденин, гуанин, цитозин, тимин, урацил, нуклеотид. Двойная спираль. Комплементарность. Транспортная РНК (тРНК). Рибосомная РНК (рРНК). Информационная РНК (иРНК)

Ответьте на вопросы

1. Какое строение имеет нуклеотид? 2. Какое строение имеет молекула ДНК? 3. В чём заключается принцип комплементарности? 4. Что общего и какие различия в строении молекул ДНК и РНК? 5. Какие типы молекул РНК вам известны? Каковы их функции?

Выполните задание

1. Составьте план параграфа.

2. Учёные выяснили, что фрагмент цепи ДНК имеет следующий состав:
Ц-Г Г А А Т Т Ц Ц. Используя принцип комплементарности, достройте вторую цепь.

3. В ходе исследования было установлено, что в изучаемой молекуле ДНК аденины составляют 26 % от общего числа азотистых оснований. Подсчитайте количество других азотистых оснований в этой молекуле.