Что такое нуклеотид в биологии?

Функции нуклеотидов

Местонахождение в клетках аминокислот, белка и нуклеотидов поддерживает их жизнедеятельность, а также сохранение, передачу и верную реализацию генетической наследственности. Стоит в отдельности рассмотреть функции ДНК, РНК и их разновидностей в жизни живых организмов.

Значение ДНК

В клетках ДНК вся информация в основном сосредоточена в ядре клетки. Бактериальная среда, как правило, в формуле занимает одну кольцевую молекулу, находится в неправильной формы образовании в цитоплазме, именуемым нуклеотидом. Гены, входящие в состав наследственной информации генома, являются единицей передачи генетической наследственности. Признак частицы — открытая рама считывания.

1. Самая важная биологическая функция вида — генетическая, клетка является носителем генетической информации (благодаря этой особенности, каждый вид на планете обладает своими индивидуальными особенностями).
2. Наследственную информацию ДНК способно передавать в ряду целых поколений не без дополнительного участия и РНК.
3. Осуществляет процессы регуляции биосинтеза белка.

Свойства РНК

В природе различают три разновидности РНК, каждая из которых предназначена для выполнения особой роли в осуществлении синтеза белка.

1. Транспортная предназначена для транспортировки активированных аминокислот по организму к рибосомам. Это необходимо для осуществления синтеза полипептидных молекул. Исследования показали, что одна транспортная молекула способна связаться лишь с одной из 20 аминокислот. Они служат в качестве транспортировщиков специфических аминокислот и углеводов. Длина транспортной цепи значительно короче матричной, в состав входит приблизительно 80 нуклеотидов, визуально имеет вид клеверного листа.
2. Матричная занимается копированием наследственного кода из ядра в цитоплазму. За счет этого процесса осуществляется синтез разнообразных белков. Схема строения представляет собой одноцепочную молекулу, она является неотъемлемой составляющей цитоплазмы. В составе молекулы содержится до нескольких тысяч нуклеотидов, они занимаются транспортировкой наследственной информации через мембрану ядра к очагу синтеза на рибосоме. Копирование информации осуществляется посредством транскрипции.
3. Рибосомная задействует около 73 белков для формирования рибосом. Они собой представляют клеточные органеллы, на которых осуществляется сбор полипептидных молекул. Основные задачи рибосомной молекулы — это формирование центра рибосомы (активного); неотъемлемый структурный элемент рибосом, обеспечивающий их правильное функционирование; первоначальное взаимодействие рибосомы с кодоном-инициатором для выявления рамки считывания; обеспечение взаимодействия рибосомных молекул с транспортными.

Структура и отличие от ДНК

РНК и ДНК в сравнении

По структуре РНК похожа на ДНК . В отличие от двухцепочечной ДНК, молекулы РНК обычно одноцепочечные, но могут образовывать характерные рефолдинги на коротких отрезках с комплементарными последовательностями оснований (AU, GC), которые внутримолекулярно создают впечатление двухцепочечной спирали. Оба являются полинуклеотидами, в которых азотистые основания сахаров связаны друг с другом через диэфиры фосфорной кислоты . Одноцепочечность увеличивает количество возможностей для трехмерных структур в РНК и позволяет ей подвергаться химическим реакциям, которые ДНК не может. Каждый нуклеотид в РНК состоит из рибозы (то есть пентозы : сахара с пятью атомами углерода), фосфатного остатка и органического основания . Рибоза РНК идентична рибозе ДНК, за исключением гидроксильной группы вместо атома водорода в положении 2 ‘ в пентозном кольце (отсюда также дезоксирибонуклеиновая кислота, D NA). Это различие делает РНК менее стабильной по сравнению с ДНК, поскольку она обеспечивает гидролиз с помощью оснований: группа ОН в положении 2 ‘сахара лишена протона из-за отрицательно заряженного гидроксид-иона, а оставшийся кислород лишен своего протона. протонная кольцевая связь с фосфором, в результате чего связь со следующим нуклеотидом разрывается. РНК разбита на нуклеотиды.

В РНК входят следующие органические основания : аденин , гуанин , цитозин и урацил . Первые три основания также встречаются в ДНК. Урацил, с другой стороны, заменяет тимин в качестве дополнительного основания к аденину. Предположительно, РНК использует урацил, потому что он менее энергичен для производства (без метильного замещения).

Структуры шпильки, стержневой петли и петли известны как в РНК , но также возможна конформация спирали, при которой структуры шпильки и петли имеют как одноцепочечные, так и двухцепочечные области. Петлевые структуры обозначают одноцепочечные петлевые структуры внутри молекулы.

Подобно ДНК, РНК также может присутствовать в виде двухцепочечной молекулы. Он имеет типичные черты спирали Уотсона-Крика: антипараллельное расположение нитей РНК и правосторонняя спираль. Он принимает форму спирали A или A ‘(см. ДНК ). A-РНК также обозначается как РНК-11, гомологичная A’-РНК, которая обозначается как РНК-12. Число после тире указывает количество пар оснований на один виток спирали. A´-РНК часто встречается при высоких концентрациях соли (более 20%).

A-РНК: 11 пар оснований на оборот спирали, шаг от 2,7 нм до 2,8 нм, угол наклона к оси спирали примерно 14 °
A’-РНК: 12 пар оснований на оборот спирали, шаг 3 нм, угол наклона к оси спирали. ось спирали от 16 ° до 19 °

Энантиомер РНК, обнаруженный в живых существах, — это D- РНК. Он состоит из D- рибонуклеотидов. В центрах хиральности находятся в D- рибозы. Используя L- рибозу или L- рибонуклеотиден, можно синтезировать L- РНК. Это сравнительно более стабильно по сравнению с ферментативной деградацией РНКазами .

Третичная структура

Нуклеиновые кислоты также могут принимать сложные пространственные структуры: тРНК должны иметь правильную третичную структуру для своей функции.

Состав

Показано расположение нуклеотидов в структуре нуклеиновых кислот: внизу слева — монофосфатный нуклеотид; его азотистое основание представляет одну сторону пары оснований. В правом верхнем углу четыре нуклеотида образуют две пары оснований: тимин и аденин (соединенные двойными водородными связями) и гуанин и цитозин (соединенные тройными водородными связями). Отдельные нуклеотидные мономеры связаны цепями на своих молекулах сахара и фосфата, образуя два «остова» ( двойную спираль ) нуклеиновой кислоты, показанные в верхнем левом углу.

Нуклео прилив состоит из трех отличительных химических субъединиц: молекулы сахара пять углерода, Нуклеиновое -The два из которых вместе называются Núcleo стороны -and одну фосфатной группы . С всеми три присоединился, нуклеотидный также называют «Nucleo бокового моно фосфат», «нуклеозид — ди — фосфат» или «нуклеозид три фосфатом», в зависимости от того , сколько фосфатов составляют группу фосфата.

В нуклеиновых кислотах нуклеотиды содержат пуриновое или пиримидиновое основание, то есть молекулу азотистого основания, также известную как азотистое основание, и называются рибонуклеотидами, если сахар представляет собой рибозу, или дезоксирибонуклеотидами, если сахар представляет собой дезоксирибозу. Отдельные молекулы фосфата повторно соединяют молекулы сахарного кольца в двух соседних нуклеотидных мономерах, таким образом соединяя нуклеотидные мономеры нуклеиновой кислоты от конца к концу в длинную цепь. Эти цепные соединения молекул сахара и фосфата создают «основу» для одинарной или двойной спирали . В любой одной цепи химическая ориентация ( направленность ) цепных соединений проходит от к ( читай : 5 простых концов к 3 простым концам), имея в виду пять углеродных сайтов на молекулы сахара в соседних нуклеотидах

В двойной спирали две нити ориентированы в противоположных направлениях, что позволяет создавать пары оснований и комплементарность между парами оснований, что важно для репликации или транскрипции кодированной информации, обнаруженной в ДНК.

Тогда нуклеиновые кислоты представляют собой полимерные макромолекулы, собранные из нуклеотидов, мономерных единиц нуклеиновых кислот . Пуриновые основания аденин и гуанин и цитозин пиримидинового основания встречаются как в ДНК, так и в РНК, в то время как пиримидиновые основания тимин (в ДНК) и урацил (в РНК) встречаются только в одном. Аденин образует пару оснований с тимином с двумя водородными связями, тогда как пары гуанина с цитозином с тремя водородными связями.

Помимо того, что они являются строительными блоками для создания полимеров нуклеиновых кислот, единичные нуклеотиды играют роль в хранении и обеспечении клеточной энергии, передаче клеточных сигналов, в качестве источника фосфатных групп, используемых для модуляции активности белков и других сигнальных молекул, а также в качестве ферментных кофакторов. , часто проводя окислительно-восстановительные реакции. Сигнальные циклические нуклеотиды образуются путем двойного связывания фосфатной группы с одной и той же молекулой сахара, соединяя 5′- и 3′- гидроксильные группы сахара. Некоторые сигнальные нуклеотиды отличаются от стандартной конфигурации однофосфатных групп тем, что имеют несколько фосфатных групп, прикрепленных к разным положениям на сахаре. Нуклеотидные кофакторы включают более широкий спектр химических групп, связанных с сахаром через гликозидную связь , включая никотинамид и флавин , и в последнем случае сахар рибозы является линейным, а не образующим кольцо, наблюдаемое в других нуклеотидах.

Структурные элементы три нуклео приливы -где одно-, двух- или трех-фосфаты прикреплены к ядерна стороне (в желтом, синем, зеленый) в центре: 1, нуклеотидные называют как нуклеозид моно- фосфата формируются путем добавления фосфата (в красном); Второй, добавление второго фосфата образует нуклеозид — ди — фосфат ; Третий, добавив результаты третьего фосфата в нуклеозиде три- фосфата . + Азотистое основание (азотистое основание ) обозначается как «Основание» и « гликозидная связь » (сахарная связь). Все пять основных или канонических оснований — и — показаны справа (синим цветом).

Примеры нуклеотидов, не являющихся нуклеиновыми кислотами

Строение нуклеиновых кислот

Нуклеотиды линейно соединяются между собой, образуя длинные молекулы нуклеиновых кислот. Цепочки многих молекул ДНК являются самыми длинными существующими полимерами. Длина молекул РНК обычно существенно меньше ДНК, но при этом различна, т. к. зависит от типа РНК.

При образовании полинуклеотида (нуклеиновой кислоты) остаток фосфорной кислоты предыдущего нуклеотида соединяется с 3-м атомом углерода пентозы следующего нуклеотида. Связь образуется такая же как между 5-м атомом углерода сахара и фосфорной кислотой в самом нуклеотиде – ковалентная фосфоэфирная.

Таким образом, остов молекул нуклеиновых кислот составляют пентозы, между которыми образуются фосфодиэфирные мостики (по-сути остатки пентоз и фосфорных кислот чередуются). От остова в сторону отходят азотистые основания. На рисунке ниже представлена часть молекулы рибонуклеиновой кислоты.

Следует отметить, что молекулы ДНК обычно не только длиннее РНК, но и состоят из двух цепей, соединенных между собой водородными связями, возникающими между азотистыми основаниями. Причем данные связи образуются согласно принципу комплементарности, по которому аденин комплементарен тимину, а гуанин — цитозину.

Подобные связи могут возникать и в РНК (но здесь аденин комплементарен урацилу). Однако в РНК водородные связи образуются между нуклеотидами одной цепи, в результате чего молекула нуклеиновой кислоты сворачивается различным образом.

§18 Нуклеиновые кислоты

1. Какие соединения называют нуклеиновыми кислотами? Какие типы нуклеиновых кислот вы знаете?Нуклеиновая кислота – высокомолекулярное органическое соединение, биополимер (полинуклеотид), образованный остатками нуклеотидов. Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют все важнейшие функции по хранению, передаче и реализации наследственной информации.

2. Как устроен нуклеотид? Сравните строение нуклеотидов ДНК и РНК.Строение нуклеотидов РНК и ДНК отличается лишь двумя основаниями. В состав нуклеотида РНК входит тимин (вместо урацила в ДНК).

3. Сравните строение, локализацию в клетках и функции РНК и ДНК.

4. Какие разновидности РНК вы знаете? Какую роль играет каждый вид РНК в биосинтезе белка?Есть три вида РНК:1) информационная (кодирует информацию с ДНК)2) рибосомная (входит в состав рибосом)3) транспортная (обеспечивает транспортировку к месту сборки белка)

5. Приведите доказательства единства организации всего живого на Земле, начиная с рассмотрения химического состава клеток до высших биополимеров – нуклеиновых кислот.Если сравнить химический состав растительной и животной клетки, можно убедиться, что практически на 90% он совпадает. Это касается не только химических элементов, на основе которых построена клетка, но и основных веществ отвечающих за функционирование живого организма (глюкоза, аминокислоты, ДНК).На основании проведенных данных можно судить о единстве организации всего живого.

6. Дана последовательность нуклеотидов на участке одной из полимерных цепей ДНК:А – Ц – Г – Г – Т – А – А – Ц – Г – Т.Определите последовательность нуклеотидов на комплементарном участке второй цепи.Т – Г – Ц – Ц – А – Т – Т – Г – Ц — А

7. Что такое биотехнология? Приготовьте сообщение о возникновении и развитии этого направления в современной науке.

8. Что такое генная инженерия? Приготовьте сообщение об успехах современной генной инженерии.Генетическая инженерия (генная инженерия) – совокупность приемов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.Генетическая инженерия не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, цитология, генетика, микробиология, вирусология.

9. Что такое трансгенные формы организмов? Как вы считаете, безопасно ли использование в пищу трансгенных или генетически модифицированных продуктов? Умеете ли вы различать трансгенную пищевую продукцию по информации на упаковках?

10. Выдающимся достижением науки последних лет считается расшифровка генома человека. Что вы знаете об этом? Приготовьте сообщение на эту тему.

Роль в клетке

Конечно, одна, даже большая двойная спираль не способна вместить в себя весь объем информации, необходимый для такого сложного проекта, как человеческое тело. Возможно, поэтому эти цепочки объединены в пары, что делает их похожими на букву «Х». Хромосомы, в свою очередь, тоже парные, и их у человека 46 пар.

Помимо того, что хромосома содержит в себе подробную инструкцию по функционированию клетки, она же путем активации актуальных моменту генов провоцирует клетку вырабатывать определенные белки с самыми различными свойствами. Например, в борьбе с опухолями активно участвует ген старости, который старит ее недоброкачественные клетки и не дает им бесконечно делиться.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК): строение

Роль хранителя наследственной информации у всех клеток — животных и растительных — принадлежит ДНК.

Схема строения ДНК изображена на рисунке 74. Молекула ДНК представляет собой две спирально закрученные одна вокруг другой нити.

Ширина такой двойной спирали ДНК невелика, около 2 нм. Длина же ее в десятки тысяч раз больше — она достигает сотен тысяч нанометров.

Между тем самые крупные белковые молекулы в развернутом виде достигают в длину не более 100 — 200 нм.

Таким образом, вдоль молекулы ДНК могут быть уложены одна за другой тысячи белковых молекул.

Молекулярная масса ДНК соответственно исключительно велика — она достигает десятков и даже сотен миллионов.

Обратимся к структуре ДНК. Каждая нить ДНК представляет собой полимер, мономерами которого являются нуклеотиды.

Нуклеотид — это химическое соединение остатков трех веществ: азотистого основания, углевода (моносахарида — дезоксирибозы) и фосфорной кислоты.

ДНК всего органического мира образованы соединением четырех видов нуклеотидов. Их структуры приведены на рисунке рисунке 75.

Как видно, у всех четырех нуклеотидов углевод и фосфорная кислота одинаковы.

Нуклеотиды отличаются только по азотистым основаниям, в соответствии с которыми их называют; нуклеотид с азотистым основанием аденин (сокращенно А), нуклеотид с гуанином (Г), нуклеотид с тимином (Т) и нуклеотид с цитозином (Ц).

По размерам А равен Г, а Т равен Ц; размеры А и Г несколько больше, чем Т и Ц.

Соединение нуклеотидов в нити ДНК происходит через углевод одного нуклеотида и фосфорную кислоту соседнего. Они соединяются прочной ковалентной связью — рисунок 76.

Итак, каждая нить ДНК представляет собой полинуклеотид. Это длинная цепь, в которой в строго определенном порядке расположены нуклеотиды.

Рассмотрим теперь, как располагаются относительно друг друга нити ДНК, когда образуется двойная спираль, и какие силы удерживают их рядом.

Представление об этом дает рисунок рисунок 77, на котором изображен небольшой участок двойной спирали.

Как видно, азотистые основания одной цепи «стыкуются» с азотистыми основаниями другой. Основания подходят друг к другу настолько близко, что между ними возникают водородные связи.

В расположении стыкующихся нуклеотидов имеется важная закономерность, а именно: против А одной цепи всегда оказывается Т на другой цепи, а против Г одной цепи — всегда Ц.

Оказывается, что только при таком сочетании нуклеотидов обеспечивается, во-первых, одинаковое по всей длине двойной спирали расстояние между цепями и, во-вторых, образование между противолежащими основаниями максимального числа водородных связей (три водородные связи между Г и Ц и две водородные связи между А и Т).

В каждом из этих сочетаний оба нуклеотида как бы дополняют друг друга. Слово «дополнение» на латинском языке «комплемент». Принято поэтому говорить, что Г является комплементарным Ц, а Т комплементарен А.

Если на каком-нибудь участке одной цепи ДНК один за другим следуют нуклеотиды А, Г, Ц, Т, А, Ц, Ц, то на противолежащем участке другой цепи окажутся комплементарные им Т, Ц, Г, А, Т, Г, Г.

Таким образом, если известен порядок следования нуклеотидов в одной цепи, то по принципу комплементарности сразу же выясняется порядок нуклеотидов в другой цепи.

Большое число водородных связей обеспечивает прочное соединение нитей ДНК, что придает молекуле устойчивость и в то же время сохраняет ее подвижность: под влиянием фермента дезоксирибонуклеазы она легко раскручивается.

ДНК содержится в ядре клетки, а также в митохондриях и хлоропластах.

В ядре ДНК входит в состав хромосом, где она находится в соединении с белками.

Нуклеиновые кислоты и их строение

Прежде всего необходимо узнать, что нуклеотидами являются мономеры нуклеиновых кислот. Они соединены между собой линейно, формируя длинные молекулярные соединения нуклеиновых кислот. Самыми длинными полимерами являются цепочки молекул ДНК. Как правило, длина молекул РНК значительно меньше, но при этом может отличаться (зависит от типа).

При формировании полинуклеотидного соединения остатки фосфорной кислоты взаимодействуют с трехатомным углеродом пентозы. Аналогичная связь формируется между фосфорной кислотой и пятиатомным углеродом сахара непосредственно в нуклеиновой кислоте.

Исходя из этого, индивидуальная характеристика нуклеиновой кислоты — это последовательность пентозы с мостиками фосфорных кислот. Азотистые основания отделяются по сторонам.

Стоит добавить, что молекулы ДНК не только длиннее в сравнении с РНК, но и состоят из нескольких цепей, которые соединены между собой химически водородными связями. Такие структурные связи формируются по принципу комплементарности: гуанин комплементарен цитозину, а аденин — тимину.

Нуклеотиды содержат в себе такие вещества:

Виды нуклеотидов

В природе существует два вида нуклеиновых кислот — рибонуклеиновые (РНК) и дезоксирибонуклеиновые (ДНК). Основанием каждой из них является азотистое основание, остаток фосфорной кислоты и пятиуглеродный сахар.

В состав ДНК входит четыре разновидности нуклеотидов, отличие которых заключается в азотистом соединении:

• А — аденин;
• Т — тимин;
• Ц — цитозин;
• Г — гуанин.

Что касается РНК, то они тоже имеют несколько видов в зависимости от азотистого основания:

• У — урацилом;
• Ц — цитозин;
• Г — гуанин;
• А — аденин.

Поговорим и о физических свойствах нуклеотидов. Они легко растворяются в воде, но при этом практически нерастворимы в растворителях, имеющих органическое происхождение. Очень восприимчивы к температурным перепадам, а также критическим показателям значения уровня рН.

Коды аббревиатур для вырожденных оснований

В ИЮПАК обозначил символы для нуклеотидов. Помимо пяти (A, G, C, T / U) баз, часто используются вырожденные основания, особенно для проектирования Праймеры для ПЦР. Эти коды нуклеотидов перечислены здесь. Некоторые последовательности праймеров могут также включать символ «I», который кодирует нестандартный нуклеотид. инозин. Инозин содержится в тРНК и будет сочетаться с аденином, цитозином или тимином. Однако этот символ не появляется в следующей таблице, потому что он не означает вырождение. Хотя инозин может выполнять ту же функцию, что и вырождение «D», он является действительным нуклеотидом, а не представлением смеси нуклеотидов, охватывающей каждую возможную необходимую пару.

Структура

Показано расположение нуклеотидов в структуре нуклеиновых кислот: внизу слева — монофосфатный нуклеотид; его азотистое основание представляет одну сторону пары оснований. В верхнем правом углу четыре нуклеотида образуют две пары оснований: тимин и аденин (соединенные двойной водородные связи) и гуанин и цитозин (связанные тройной водородные связи). Отдельные нуклеотидные мономеры соединены цепями на своих молекулах сахара и фосфата, образуя два «остова» (a двойная спираль) нуклеиновой кислоты, показанной вверху слева.

Нуклеоприлив состоит из трех отличительных химических субъединиц: молекулы пятиуглеродного сахара, азотистая основа- которые вместе называются нуклеосторона-и один фосфатная группа. Когда все три соединены, нуклеотид также называется «нуклеотидом».сторона мононуклеозфосфат »,« нуклеозид дифосфат »или« нуклеозид » трифосфат », в зависимости от того, сколько фосфатов составляет фосфатная группа.

В нуклеиновые кислоты, нуклеотиды содержат либо пурин или пиримидин основание, то есть молекула азотистого основания, также известная как азотистое основание- и называются рибонуклеотиды, если сахар рибоза, или дезоксирибонуклеотиды, если сахар дезоксирибоза. Отдельные молекулы фосфата повторно соединяют сахарное кольцо молекулы в двух соседних нуклеотидных мономерах, тем самым соединяя нуклеотидные мономеры нуклеиновой кислоты конец к концу в длинную цепь. Эти цепные соединения молекул сахара и фосфата создают «основу» для одно- или двойная спираль. В любой одной нити химическая ориентация (направленность) цепных соединений идет от к (читать: 5 простых концов на 3 простых конца) — относится к пяти углеродным сайтам на молекулах сахара в соседних нуклеотидах

В двойной спирали две нити ориентированы в противоположных направлениях, что позволяет базовая пара и взаимодополняемость между парами оснований, что важно для копирование или же расшифровка закодированная информация, найденная в ДНК

Тогда нуклеиновые кислоты полимерный макромолекулы собранный из нуклеотидов, мономерные звенья нуклеиновых кислот. Пуриновые основы аденин и гуанин и пиримидиновое основание цитозин присутствуют как в ДНК, так и в РНК, а пиримидиновые основания тимин (в ДНК) и урацил (в РНК) встречаются всего в одном. Аденин образует базовая пара с тимином с двумя водородными связями, а гуанин — с цитозином с тремя водородными связями.

Помимо того, что они являются строительными блоками для создания полимеров нуклеиновых кислот, отдельные нуклеотиды играют роль в хранении и обеспечении клеточной энергии, передаче клеточных сигналов, в качестве источника фосфатных групп, используемых для модуляции активности белков и других сигнальных молекул, а также в качестве ферментативных кофакторы, часто проводя редокс реакции. Сигнализация циклические нуклеотиды образуются путем двойного связывания фосфатной группы с одной и той же молекулой сахара, соединяя 5′- и 3′- гидроксильные группы сахара. Некоторые сигнальные нуклеотиды отличаются от стандартной конфигурации однофосфатных групп тем, что имеют несколько фосфатных групп, прикрепленных к различным положениям на сахаре. Кофакторы нуклеотидов включают более широкий спектр химических групп, прикрепленных к сахару через гликозидная связь, включая никотинамид и флавин, и в последнем случае сахар рибозы является линейным, а не образует кольцо, как в других нуклеотидах.

Структурные элементы трех нуклеоприливы- где одно-, двух- или трехфосфаты присоединены к нуклеосторона (желтым, синим, зеленым) в центре: 1-й, нуклеотид, обозначенный как нуклеозид мононуклеозфосфат образуется при добавлении фосфата (в красном цвете); 2-й, добавление второго фосфата образует нуклеозид дифосфат; В-третьих, добавление третьего фосфата приводит к нуклеозид трифосфат. + Азотистая основа (азотистое основание) обозначается «Основание» и «гликозидная связь»(сахарная облигация). Все пять основные, или канонические, основы- и — показаны справа (синим цветом).

Примеры нуклеотидов, не являющихся нуклеиновыми кислотами

Информационная РНК (иРНК)

Почти все РНК синтезируются на ДНК в процессе транскрипции. Однако часто транскрипция упоминается как синтез именно информационной РНК (иРНК). Связано это с тем, что последовательность нуклеотидов иРНК в последствии определит последовательность аминокислот синтезируемого в процессе трансляции белка.

Перед транскрипцией нити ДНК расплетаются, и на одной из них с помощью комплекса белков-ферментов синтезируется РНК по принципу комплементарности, так же как это происходит при репликации ДНК. Только напротив аденина ДНК к молекуле РНК присоединяется нуклеотид, содержащий урацил, а не тимин.

На самом деле на ДНК синтезируется не готовая информационная РНК, а ее предшественник — пре-иРНК. Предшественник содержит участки последовательности нуклеотидов, которые не кодируют белок и которые после синтеза пре-иРНК вырезаются при участии малых ядерных и ядрышковых РНК («дополнительные» типы РНК). Эти удаляющиеся участки называются интронами. Остающиеся части иРНК называются экзонами. После удаления интронов экзоны сшиваются между собой. Процесс удаления интронов и сшивания экзонов называется сплайсингом. Усложняющей жизнь особенностью является то, что можно вырезать интроны по-разному, в результате получатся разные готовые иРНК, которые будут служить матрицами для разных белков. Таким образом, вроде бы один ген ДНК может играть роль нескольких генов.

Следует отметить, что у прокариотических организмов сплайсинга не происходит. Обычно их иРНК сразу после синтеза на ДНК готова к трансляции. Бывает, что пока конец молекулы иРНК еще транскрибируется, на ее начале уже сидят рибосомы, синтезирующие белок.

После того как пре-иРНК созревает в информационную РНК и оказывается вне ядра, она становится матрицей для синтеза полипептида. При этом на нее «насаживаются» рибосомы (не сразу, какая-то оказывается первой, другая — второй и т. д.). Каждая синтезирует свою копию белка, т. е. на одной молекуле РНК могут синтезироваться сразу несколько одинаковых белковых молекул (понятно, что каждая будет находиться на своей стадии синтеза).

Рибосома, передвигаясь от начала иРНК к ее концу, считывает по три нуклеотида (хотя вмещает шесть, т. е. два кодона) и присоединяет соответствующую транспортную РНК (имеющую соответствующий кодону антикодон), к которой присоединена соответствующая аминокислота. После этого с помощью активного центра рибосомы ранее синтезированная часть полипептида, соединенная с предшествующей тРНК, как-бы «пересаживается» (образуется пептидная связь) на аминокислоту, прикрепленную к только что пришедшей тРНК. Таким образом, молекула белка постепенно увеличивается.

Когда молекула информационной РНК становится не нужна, клетка ее разрушает.