Нуклеин кислоталары ата-бабаларыбыздан калган генетикалык маалыматты сактайт жана өткөрүп берет. Эгер балдарыңыз болсо, алардын геномундагы сиздин генетикалык маалыматыңыз рекомбинацияланып, өнөктөшүңүздүн генетикалык маалыматы менен бириктирилет. Сиздин геномуңуз ар бир клетка бөлүнгөн сайын кайталанат. Мындан тышкары, нуклеиндик кислоталар клеткалардагы бардык белоктордун синтезине жооптуу болгон гендер деп аталган кээ бир сегменттерди камтыйт. Гендердин касиеттери денеңиздин биологиялык өзгөчөлүктөрүн көзөмөлдөйт.
Жалпы маалымат
Нуклеиндик кислоталардын эки классы бар: дезоксирибонуклеиндик кислота (ДНК катары белгилүү) жана рибонуклеиндик кислота (жакшыраак РНК катары белгилүү).
ДНК - бардык белгилүү тирүү организмдердин жана көпчүлүк вирустардын өсүшү, өнүгүшү, жашоосу жана көбөйүшү үчүн зарыл болгон жип сымал ген тизмеги.
Көп клеткалуу организмдердин ДНКсындагы өзгөрүүлөр кийинки муундардын өзгөрүшүнө алып келет.
ДНК биогенетикалык субстрат,эң жөнөкөй тирүү организмдерден баштап жогорку уюшкан сүт эмүүчүлөргө чейин бардык тирүү жандыктарда кездешет.
Көптөгөн вирустук бөлүкчөлөр (вириондор) генетикалык материал катары ядродо РНКны камтыйт. Бирок вирустар жандуу жана жансыз табияттын чегинде жайгашканын белгилей кетүү керек, анткени алар ээсинин клеткалык аппаратысыз активдүү эмес бойдон кала беришет.
Тарыхый маалымат
1869-жылы Фридрих Мишер лейкоциттерден ядролорду бөлүп алып, алардын курамында фосфорго бай зат бар экенин аныктаган.
Герман Фишер 1880-жылдары нуклеиндик кислоталардагы пурин жана пиримидин негиздерин ачкан.
1884-жылы Р. Гертвиг нуклеиндер тукум куучулук белгилердин берилишине жооптуу деп айткан.
1899-жылы Ричард Альтманн "өзөк кислотасы" терминин киргизген.
Жана кийинчерээк, 20-кылымдын 40-жылдарында окумуштуулар Касперссон жана Брахет белок синтези менен нуклеиндик кислоталар ортосундагы байланышты ачышкан.
Нуклеотиддер
Полинуклеотиддер көптөгөн нуклеотиддерден – чынжырча менен байланышкан мономерлерден түзүлөт.
Нуклеиндик кислоталардын түзүлүшүндө нуклеотиддер бөлүнөт, алардын ар бири төмөнкүлөрдү камтыйт:
- Азот негизи.
- Пентоза канты.
- Фосфат тобу.
Ар бир нуклеотидде пентозалык (беш көмүртектүү) сахаридге туташтырылган азотту камтыган ароматтык негиз бар, ал өз кезегинде фосфор кислотасынын калдыктарына кошулат. Мындай мономерлер бири-бири менен биригип, полимердик түзүшөтчынжырлар. Алар бир чынжырдын фосфор калдыктары менен экинчи чынжырдын пентозалык канттын ортосунда пайда болгон коваленттүү суутек байланыштары аркылуу туташат. Бул байланыштар фосфодиэфир байланыштары деп аталат. Фосфодиэстер байланыштары ДНКнын да, РНКнын да фосфат-карбонгидрат омурткасын (скелетин) түзөт.
Дезоксирибонуклеотид
Ядрода жайгашкан нуклеин кислоталарынын касиеттерин карап көрөлү. ДНК клеткаларыбыздын ядросунун хромосомалык аппаратын түзөт. ДНК клетканын нормалдуу иштеши үчүн «программалык көрсөтмөлөрдү» камтыйт. Клетка өзүнүн түрүн чыгарганда, бул көрсөтмөлөр митоз учурунда жаңы клеткага берилет. ДНК эки спиралдан турган макромолекулага окшош.
Нуклеин кислотасынын курамында фосфат-дезоксирибоза сахариди скелети жана төрт азоттуу негиздер бар: аденин (A), гуанин (G), цитозин (C) жана тимин (Т). Кош жиптүү спиралда аденин тимин (A-T), гуанин цитозин (G-C) менен жупташат.
1953-жылы Джеймс Д. Уотсон жана Фрэнсис Х. К. Крик аз резолюциядагы рентген-кристаллографиялык маалыматтарга негизделген ДНКнын үч өлчөмдүү түзүлүшүн сунуш кылган. Алар ошондой эле биолог Эрвин Чаргаффтын ДНКда тиминдин саны адениндин, ал эми гуаниндин саны цитозиндин санына барабар деген тыянактарына кайрылышты. Илимге кошкон салымы үчүн 1962-жылы Нобель сыйлыгын алган Уотсон менен Крик полинуклеотиддердин эки тилкеси кош спиралды түзүшөт деп божомолдошот. Жиптер, алар бирдей болсо да, карама-каршы багытта ийрилет.багыттары. Фосфат-көмүртек чынжырлары спиралдын сыртында жайгашкан, ал эми негиздери ички жагында жатып, коваленттик байланыштар аркылуу башка чынжырдагы негиздер менен байланышат.
Рибонуклеотиддер
РНК молекуласы бир жиптүү спираль жип катары бар. РНКнын структурасында фосфат-рибоза углевод скелети жана нитрат негиздери бар: аденин, гуанин, цитозин жана урацил (U). Транскрипция учурунда ДНК шаблонунда РНК түзүлгөндө гуанин цитозин (G-C) жана аденин урацил (А-U) менен жупташат.
РНК фрагменттери бардык тирүү клеткалардын ичиндеги протеиндерди көбөйтүү үчүн колдонулат, бул алардын үзгүлтүксүз өсүшүн жана бөлүнүшүн камсыз кылат.
Нуклеин кислоталарынын эки негизги функциясы бар. Биринчиден, алар денебиздеги сансыз рибосомаларга керектүү тукум куучулук маалыматты жеткирүүчү ортомчу катары кызмат кылып, ДНКга жардам беришет. РНКнын дагы бир негизги милдети – ар бир рибосома жаңы протеинди жасоо үчүн керектүү аминокислоталарды жеткирүү. РНКнын бир нече түрдүү класстары бар.
Кабарлашуучу РНК (mRNA, же mRNA - шаблон) – транскрипциянын натыйжасында алынган ДНК сегментинин негизги ырааттуулугунун көчүрмөсү. Кабарчы РНК ДНК менен рибосомалардын - трансфер РНКдан аминокислоталарды кабыл алган жана аларды полипептиддик чынжырды куруу үчүн колдонгон клетка органеллдеринин ортосунда ортомчу катары кызмат кылат.
Трансфер РНК (tRNA) кабарчы РНКдан тукум куума маалыматтарды окууну активдештирет, натыйжада которуу процесси ишке ашатрибонуклеиндик кислота - белок синтези. Ал ошондой эле керектүү аминокислоталарды белок синтезделген жерге ташыйт.
Рибосомалык РНК (рРНК) рибосомалардын негизги курулуш материалы болуп саналат. Ал шаблон рибонуклеотидди анын маалыматын окууга мүмкүн болгон белгилүү бир жерге байлап, ошону менен которуу процессин баштайт.
MiRNAлар көп гендердин жөнгө салуучусу катары иш алып барган кичинекей РНК молекулалары.
Нуклеин кислоталарынын функциялары жалпы жашоо үчүн жана өзгөчө ар бир клетка үчүн өтө маанилүү. Клетка аткарган дээрлик бардык функциялар РНК жана ДНК аркылуу синтезделген белоктор тарабынан жөнгө салынат. Ферменттер, белок продуктылары, бардык маанилүү процесстерди катализдейт: дем алуу, тамак сиңирүү, метаболизмдин бардык түрлөрү.
Нуклеиндик кислоталардын түзүлүшүнүн ортосундагы айырмалар
| Дезоскирибонуклеотид | Рибонуклеотид | |
| Функция | Тукум куучулук маалыматтарды узак мөөнөткө сактоо жана берүү | ДНКда сакталган маалыматтын белокторго айлануусу; аминокислоталарды ташуу. Кээ бир вирустардын тукум куума маалыматтарын сактоо. |
| Моносахарид | Дезоксирибоза | Рибоза |
| Структура | Кош жиптүү спираль формасы | Бир жип спирал формасы |
| Нитрат негиздери | T, C, A, G | U, C, G, A |
Нуклеиндик кислота негиздеринин айырмалоочу касиеттери
Аденин жана гуанин тарабынаналардын касиеттери пуриндер болуп саналат. Бул алардын молекулярдык түзүлүшү эки бириккен бензол шакектерин камтыйт дегенди билдирет. Цитозин жана тимин, өз кезегинде, пиримидиндерге таандык жана бир бензол шакеги бар. РНК мономерлер чынжырларын аденин, гуанин жана цитозин негиздерин колдонуп курушат жана тиминдин ордуна урацил (U) кошот. Пиримидин жана пурин негиздеринин ар биринин өзүнүн уникалдуу түзүлүшү жана касиеттери, бензол шакеги менен байланышкан функционалдык топтордун өзүнүн топтому бар.
Молекулярдык биологияда азоттук негиздерди белгилөө үчүн атайын бир тамгадан турган кыскартуулар колдонулат: A, T, G, C же U.
Пентоза канты
Азоттуу негиздердин ар кандай топтомунан тышкары, ДНК жана РНК мономерлери пентоз канты менен айырмаланат. ДНКдагы беш атомдук углевод дезоксирибоза, ал эми РНКда рибоза. Алар түзүлүшү боюнча дээрлик окшош, бир гана айырмасы бар: рибоза гидроксил тобун кошот, ал эми дезоксирибозада ал суутек атому менен алмаштырылат.
Тыянактар
Биологиялык түрлөрдүн эволюциясында жана жашоонун үзгүлтүксүздүгүндө нуклеиндик кислоталардын ролун жогору баалоого болбойт. Тирүү клеткалардын бардык ядролорунун ажырагыс бөлүгү катары алар клеткаларда болуп жаткан бардык маанилүү процесстердин активдешүүсүнө жооптуу.
