§ 52. Нуклеиновые кислоты — биополимеры

В предыдущей главе речь шла о химическом синтезе белков. В живой природе он протекает по иным механизмам. Для того чтобы составить о них самые общие представления, познакомимся с еще одним, немногочисленным, но уникальным по своей биологической роли классом соединений — нуклеиновыми кислотами (НК). НК — биополимеры, состоящие из мономеров, называемых нуклеотидами.

Существуют два основных типа НК. Дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК) — самые длинные и сложно устроенные молекулы из существующих в земной природе. Например, ДНК человека составляет 3 миллиарда пар нуклеотидов (2 • 10¹⁰ км). Молекулы рибонуклеиновых кислот (РНК) гораздо короче, но их значение в природе также огромно.

Целлюлоза и инсулин — биополимеры разных классов. В чем состоят главные отличия их полимерных цепей? Чем отличаются их мономеры?
Вспомните из курса биологии, каковы особенности функций и размещения в живой клетке ДНК и РНК.

Распространение нуклеиновых кислот в природе

Как вы уже знаете из курса биологии, ДНК является важнейшей частью хромосом всех живых организмов. Она хранит генетическую информацию, которая передается от поколения к поколению. Каждая клетка живых организмов содержит в своем ядре полный набор хромосом, а следовательно — всю информацию об организме, которая передается через синтез огромного количества разнообразных белковых молекул. Белки же, выполняя функции ферментов (катализаторов химических реакций), управляют «дальнейшим созданием» (и разрушением) необходимых химических соединений, а следовательно, всей жизнедеятельностью клетки. Клетки входят в состав тканей, ткани образуют органы и системы органов, из которых и складывается целостный живой организм. Таким образом, белкам и нуклеиновым кислотам принадлежит первостепенная роль в устройстве живой природы.

РНК располагается преимущественно в цитоплазме клеток — там, где осуществляется процесс биосинтеза белка.

Азотистые основания — фрагменты нуклеотидов — мономеров нуклеиновых кислот.

Обязательным компонентом нуклеотидов являются так называемые азотистые основания, относящиеся к гетероциклическим соединениям.

Как вы уже знаете, гетероциклическими соединениями называются циклические структуры, в состав которых наряду с атомами углерода входят атомы других элементов (гетероатомы) (см. § 37).

Гетероциклические соединения широко распространены в природе. Они составляют основу многочисленных гомологических рядов, содержащих различные функциональные группы и углеводородные остатки в качестве боковых радикалов. К числу этих соединений относятся многие физиологически активные вещества, например алкалоиды, антибиотики (пенициллин, тетрациклин, витамины группы В).

Азотистые основания, образующие нуклеиновые кислоты, являются окси- и аминопроизводными двух гетероциклических соединений, содержащих атомы азота, — пиримидина и пурина. С ними вы уже знакомы (см. § 38).

Продолжение >>>