Учебник для ВУЗОВ

БИОХИМИЯ

А. Строение нуклеотидов

Каждый нуклеотид содержит 3 химически различных компонента: гетероциклическое азотистое основание, моносахарид (пентозу) и остаток фосфорной кислоты. В зависимости от числа имеющихся в молекуле остатков фосфорной кислоты различают нуклеозидмонофосфаты (НМФ), нуклеозидцифосфаты (НДФ), нуклео-зидтрифосфаты (НТФ) (рис. 4-1).

Рис. 4-1. Нуклеозидмоно-, ди- и трифосфаты аденозина. Нуклеотиды — фосфорные эфиры нуклеозидов. Остаток фосфорной кислоты присоединён к 5'-углеродному атому пентозы (б'-фосфоэфирная связь)

В состав нуклеиновых кислот входят азотистые основания двух типов: пуриновые — аденин (А), гуанин (G) и пиримидиновые — цитозин (С), тимин (Т) и урацил (U). Нумерация атомов в основаниях записывается внутри цикла (рис. 4-2).

Рис. 4-2. Пуриновые и пиримидиновые основания

Номенклатура нуклеотидов приведена в табл. 4-1.

Таблица 4-1.
Номенклатура нуклеотидов

Пентозы в нуклеотидах представлены либо рибозой (в составе РНК), либо дезоксирибозой (в составе ДНК). Чтобы отличить номера атомов в пентозах от нумерации атомов в основаниях, запись производят с внешней стороны цикла и к цифре добавляют штрих (') — Г, 2', 3', 4' и 5' (рис. 4-3).

Пентозу соединяет с основанием N-гликозидная связь, образованная С₁-атомом пентозы (рибозы или дезоксирибозы) и N₁-атомом пиримидина или N₉-атомом пурина (рис. 4-4).

Рис. 4-4. Пуриновый и пиримидиновый нуклеотиды

Нуклеотиды, в которых пентоза представлена рибозой, называют рибонуклеотидами, а нуклеиновые кислоты, построенные из рибонуклеотидов, — рибонуклеиновыми кислотами, или РНК. Нуклеиновые кислоты, в мономеры которых входит дезоксирибоза, называют дезоксирибонуклеиновыми кислотами, или ДНК. Нуклеиновые кислоты по своему строению относят к классу линейных полимеров. Остов нуклеиновой кислоты имеет одинаковое строение по всей длине молекулы и состоит из чередующихся групп — пентоза-фосфат-пентоза- (рис. 4-5).

Рис. 4-5. Фрагмент цепи ДНК

Вариабельными группами в полинуклеотидных цепях служат азотистые основания — пурины и пиримидины. В молекулы РНК входят аденин (А), урацил (U), гуанин (G) и цитозин (С), в ДНК — аденин (А), тимин (Т), гуанин (G) и цитозин (С). Уникальность структуры и функциональная индивидуальность молекул ДНК и РНК определяются их первичной структурой — последовательностью азотистых оснований в полинуклеотидной цепи.