Биологический каталог




Биологическая химия

Автор Д.Г.Кнорре, С.Д.Мызина

клеотидов дезоксиряда, содержащих в качестве гетероцикла аденин, гуанин и цитозин, используются те же названия, но с приставкой дезокси-, например дезоксиаде-нозин-5 '-дифосфат, он же дезоксиаденилат, сокращенно дАДФ или dADP.

Для тимидилата приставку дезокси- в полном и укороченном названиях обычно опускают, поскольку для него характерна именно дезоксиформа.

Если принять во внимание способ образования нуклеиновых кислот при биосинтезе (т.е. синтезе в живых организмах или с помощью ферментных систем, выделенных из живых организмов), то их следует рассматривать как полимеры, образованные нуклеозид-5 '-фосфатами. При этом каждый остаток фосфорной кислоты мономера, кроме концевого, связан фосфозфирной связью с 3 '-ОН-груп-пой соседнего мономерного звена. На рис. 7 приведена структура примыкающих к концам фрагментов нуклеиновой кислоты с некоторой произвольной последовательностью нуклеотидов. Видно, что все остатки фосфорной кислоты, кроме одного, образуют фосфодизфирные группы и все 3 -гидроксигруппы, кроме одной, участвуют в образовании фосфоэфирных связей. Остаток, содержащий 5 '-фосфомоноэфирную группу, называют 5 '-концевым, а остаток, содержащий не-этерифицированную 3 '-гидроксигруппу, — 3 '-концевым.

У рибонуклеиновой кислоты все мономерные звенья содержат свободную 2 '-гидроксигруппу, а на 3 '-конце в представленном на рис. 7 варианте имеется цис-Диольная группа. Следует, однако, иметь в виду, что при различных биохимических манипуляциях с нуклеиновыми кислотами, а также при их гидролитическом расщеплении в составе живых организмов могут возникать полинуклеотидные Фрагменты, имеющие на о '-конце нефосфорилированную свободную 5 -гидроксигруппу, и фрагменты, содержащие связанный с 3'-концевой гидроксигруппой

51

S

-н ч

О X

? ? СН7~^ч ? ?

P-dAdo-P-dGuo-P-dThd-...-P-dGuo-P-dCfd\ pdApdGpdT ... pdGpdC )

pd(A-G-T ... G-C)

pd(AGT ... GC)

' N

W ?/?

? ? /

\ I

?—, ^o?

\

? \ I

ОН ?

Рис. 7. Фрагмент нуклеиновой кислоты (? = ? лля ЛНК ? = ОН для РНК) в виде структурной формулы (К Тш-санный различной символикой (для случал ДНК) (б)

фосфат. Кроме того, в природе нередко встречаются кольцевые молекулы ДНК Кольцевая структура образуется из представленной „а рш. 7 линейной структур ры, если ^единить 5'-концевой фосфат и 3'-концевую Oil-группу одной цепи между собой фосфоэфирной связью.

м Как и в случае белков, для записи структуры нуклеиновой кислоты или ее

Таблица 2.6. Символика, используемая для записи гетероциклов, рибо- и

дезокси рибонуклеозидов

Гетероцикл Трехбуквенный Нуклеозид Трехбуквен- Однобуквенный

(название) символ (название) ный символ символ

Урацил Ura Уридин Urd и

Тимин Thy Тимидин dThd dT

Риботимилин Thd ?

Цитозин Cyt ¦¦ Цитидин Cyd С

Дезоксицитидин dCyd dC

Аденин Ade Аденозин Ado А

Дезоксиаденози н dAdo dA

Гуанин Gua Гуанозин Guo G

Дезокси гуанозин dGuo dG

фрагмента широко используют сокращенную символику. В некоторых случаях такая символика используется для гетероциклов, что упрощает вид структурных формул нуклеозидов и нуклеотидов. Применяемая трехбуквенная символика для нуклеозидов и гетероциклов и однобуквенная символика для пуклеозидов приведены в табл. 2.6.

При использовании трехбуквенной символики остатки фосфорной кислоты обозначают прописной буквой Р, а при использовании однобуквенной символики* строчной буквой р. Часто последнюю заменяют чертой, а при записи особенно длинных последовательностей вообще опускают. Символ d, указывающий, что речь идет о дезоксирибонуклеозиде или дезоксирибоиуклеотиде, можно ставить перед каждым символом нуклеозида, а можно и перед всей последовательностью.

Все используемые варианты записей для иллюстрации приведены на рис. 7 применительно к изображенному на нем фрагменту молекулы нуклеиновой кислоты. При использовании сокращенной символики принято указывать, с какой стороны находятся 5'- и 3'-концы цепи. Если же это не указано, то подразумевается, что 5 '-гидроксил находится слева, а 3 '-гидроксил — справа от символа нуклеозида.

Хотя нуклеиновые кислоты содержат всего четыре типа мономерных звеньев, множество мыслимых нуклеотидных последовательностей превосходит таковое для белков вследствие существенно большей длины полинуклеотидных цепей. Так, сравнительно небольшая ДНК митохондрий представляет собой две по-линуклеотидные цепи, каждая из которых содержит до нескольких десятков тысяч связанных между собой нуклеотидов. В хромосоме E.coli число нуклеотидов в каждой из двух полинуклеотидных цепей составляет около четырех миллионов.

Как и в белках, наряду с главными компонентами, из которых, собственно, и строится каждая новая молекула нуклеиновой кислоты, в ряде случаев в нуклеиновых кислотах можно найти редко встречающиеся минорные нуклеотиды.

53

Разнообразие их особенно велико у транспортных рибонуклеиновых кислот. Минорные нуклеотиды образуются в организме в результате химических превращений (модификации) иуклеотндиых остатков, происходящих уже после формирования полннуклеотидной цепи. Например, остатки урцдина в определенных участках предшественника РНК могут претерпевать гидрирование, приводящее к образованию остатка дишдроуридина (33), сульфгпдрирование с образованием остатка ^-тиоуридина (34), изомеризацию, приводящую к остатку псеодоуридина (35):

35

?

он он

36

В некоторых случаях остатки нуклеозидов в составе тРНК пп*~ глубокие превращения образуя пшрпГн претерпевают особенно

примера можно привести^eZZTtmT^"^ ,,уКЛв03ИДЫ- В «а™ тРНК, присоединяющих фГглала,и Он' "СТрвЧающ""ся У эукариотических превращений из остатка rv^ZT образуется путем многоступенчатых

? щ остатка гуанозина и имеет следующее строение:

? о

54

Чрезвычайно распространены как в РНК, так и в ДНК различные метилированные производные, причем у РНК объектом метилирования могут быть и 2 '-гидроксигруппы остатков рибозы. Например, в состав специфичной к фенилала-нину тРНК из дрожжей входят 5-метилуридин (риботимндин), 5-метилцитидин, 2'-О-метилцитидин, l-N-метиладенозин, 2-М-метилгуанозпн, 2,2-М-диметилгуано-зин, 7-метилгуанозин и 2 '-О-метилгуанозин (см. рис. 28).

2.4. КЛЕТОЧНЫЕ МЕМБРАНЫ. ЛИПИДЫ

Клеточная мембрана — неотъемлемый элемент любой клетки. Ее роль в первую очередь состоит в том, чтобы отгородить содержимое клетки от окружающей среды, сосредоточить в небольшом объеме пространства все необходимые информационные и функциональные структуры, а у клеток эукариот, кроме того, разделить внутреннюю часть клетки на различные функционально автономные отсеки— ядро, митохондрии и ряд других. Во внешней плазматической мембране клетки функционируют транспортные белки, рецепторы и связанные с ними белковые системы преобразования полученных сигналов. Но структурную основу мембран составляют липиды.

Термин липиды объединяет ряд структурно и функционально различных соединений, отличающихся своей гидрофобпостью или, по крайней мере, наличием в составе их молекул больших гидрофобных фрагментов. Структура мембраны в первую очередь обеспечивается фосфолипидалт, которые в основном представлены двумя группами соединений — фосфодиай,илглнцерннами и сфипго-миелинами.

Фосфодиацилглицерины — наиболее распространенные представители фосфо-липидов, они повсеместно присутствуют у всех живых организмов. Они являются производными фосфатидиых кислот (38) — диацильпых производных глицерина-фосфата

ch2ocor'"

• 121 CH0C0R

I °

?,??-???

о"

Jfl

где R'i> и R{2) — радикалы жирных кислот. Основные представители жирных кислот, встречающихся в составе фосфодиацилглицерипов, приведены в табл. 2.7. Это в основном кислоты с длиной углеродной цепи 12—24 атома, либо полностью насыщенные, либо имеющие одну или несколько несопряженных двойных связей. Уже в структуре фосфатидных кислот заложена основная черта фосфолипидов — сочетание больших гидрофобных фрагментов и гидрофильной <головки>, в данном случае остатка фосфорной кислоты, которая при нейтральном рН несет около полутора единиц отрицательного заряда. Три наиболее распространенных фос-фолипида, имеющих в основе своей структуры фосфатндпую кислоту, — это фос-фатидилэтанолалшн, фосфатидилхолип и фосфатидилсерип (39 а, б, в)

CH2OCOR(" а) Х=-СН2СН2Йнз-фосфатидилэтаноламин

CHOCOR121 б) Х=-СН2СН2Й(СН3)3-фосфатидилхолин (лецитин)

I О в) Х=— CH2CHNH3-фосфатидилсерин

н2с-о-р-ох соо-о-

39?,?,?

Сфишомиелины (40) являются производными аминоспирта сфингозина (41)

СН=СН—(СН2)12СН3 СН=СН—(СН,)„СК. I I J

неон неон

I I HCNHC0R о + hcnh2

сн2-о—р—о—ch2ch2n(ch3)3 снрн о-

и содержат помимо большого гидрофобного радикала в составе самого сфингозина остаток жирной кислоты, связанный амндной связью с аминогруппой, и остаток фосфохолина, этерифицированного первичным гидроксплом аминоспирта Сфингомиелины характерны для животных клеток — в мембранах бактерий и растений они отсутствуют.

Таблица 2.7. Важнейшие ггриродные жирные кислоты

Число Название Строение

атомов С

12 Лауриновая C!F3(CH2)ioC00H

14 Миристиновая CH3(CI[2)i2C00H

16 Пальмитиновая CH3(CH2),4C001I

18 Стеариновая C1I3(C1I2)16C00]I

20 Арахиновая CH3(C]l2)18C001l

24 Лигноцериновая Cll3(Cll2)22C00][

16 Пальмитоолеиновая ClI3(ClI2)iCH=C]I-(Clf2)7C00II

18 Олеиновая Cli3(CH2)7ClI=CI[-(ClI2)7C00][

18 Линолевая C1[3(C]I2)4C11=CH-C1[2-CI[=C1[-(CII2)7C00H

18 Линоленовая CII3C1I2(CU =CI[-C1[2 j 3(CH2)0COO][

20 Арахидоновая CI[3(C]I2).,(C][=C1[-?H2)4CII2C1[2C00I[

Еще один важный компонент животных мембран — холестерин (42). Он относится к классу соединений, называемых стероидами, имеющими в своей основе структуру пергидроциклопентанофенантрена:

В табл. 2.8 приведены данные о содержании перечисленных выше компонентов в некоторых типичных плазматических мембранах животных и E.coli. Известно большое число других липидных компонентов, которые, как правило, характерны для более специализированных мембран.

Таблица 2.8. С

страница 14
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109

Скачать книгу "Биологическая химия" (8.81Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(30.05.2017)