Учебное пособие по курсу «Медицинская биохимия» /Л. А. Ганеева, Л. И. Зайнуллин

разделение цепей при подготовке к репликации и транскрипции
.
Суперспирализация ДНК весьма выгодна в биологических системах
. 
Двухспиральную структуру ДНК можно 
«
расплавить
»
в растворе
,
повышая температуру или понижая концентрацию соли
.
При 
«
плавлении
»
происходит не только расхождение цепей ДНК
,
но и нарушается система 
стэкинг
-
взаимодействий азотистых оснований внутри данной цепи
.
Фосфодиэфирные связи при этом не разрываются
. 
Денатурация 
ДНК сопровождается усилением оптического поглощения
 
пуриновых и пиримидиновых оснований
.
Это явление называют 
гиперхром-
ным эффектом денатурации 
ДНК
.
 
При денатурации исчезает высокая вяз
-
кость
,
присущая растворам нативной ДНК
,
волоконноподобная структура
.
Разделение цепей данной молекулы ДНК происходит в пределах 
определенного интервала температур
.
Средняя точка этого интервала 
называется температурой плавления ДНК
,
значение которой зависит от 
нуклеотидного состава ДНК и концентрации соли в растворе
.
ГЦ
-
тип ДНК 
«
плавится
»
при более высокой температуре
,
чем АТ
-
тип ДНК 
(80
–90 °
С
). 
Генетическая информация
,
закодированная в последовательности 
нуклеотидов
,
служит двум целям
.
Во
-
первых
,
она необходима для синтеза 
белковых молекул
,
во
‑
вторых
,
обеспечивает передачу самой себя в ряду 
клеточных поколений и поколения организмов
.
Обе функции основаны на 
том
,
что молекула ДНК служит матрицей
,
в первом случае для 
транскрипции
—
перекодирования информации
­
в структуру молекул РНК
,
во втором для 
репликации
—
копирования информации в дочерних молекулах ДНК
. 
ДНК и РНК имеют много общего
,
однако по ряду признаков они 
отличают
-
ся друг от друга
. 
У РНК пентозой является 
β
-
рибоза
,
а не 
β
-
дезоксирибоза
.
В РНК не содержится тимин
,
его место занимает урацил
.
РНК 
—
одноцепочечная молекула
, 
100 

---

в отличие от двухцепочечной ДНК
,
однако при наличии в цепи РНК участ
-
ков с комплементарными последовательностями единичная цепь РНК спо
-
собна сворачиваться
­
с образованием структур
,
имеющих двухспиральные 
характеристики
­.
Так как молекула РНК представляет собой одиночную цепь
,
содержание в ней гуанина не обязательно равно содержанию цитозина
,
а со
-
держание аденина не обязательно равно содержанию урацила
. 
Информация
,
содержащаяся в одноцепочечной РНК
,
реализуется в виде оп
­
ределенной последовательности пуриновых и пиримидиновых оснований цепи
. 
Известно несколько видов РНК
.
Почти все они непосредственно вовлече
­
ны в процесс биосинтеза белка
.
Молекулы цитоплазматической РНК
,
выпол
­
няющие функции матриц белкового синтеза
,
называются матричными 
(
мРНК
);
другой вид 
—
рибосомная РНК 
(
рРНК
)
выполняет роль структурных 
компо
-
нентов рибосом
.
Адапторные молекулы транспортных 
(
тРНК
)
участвуют в трансляции 
(
переводе
)
информации мРНК в последовательность 
аминокислот в белках
. 
Таблица 14. Свойства наиболее важных РНК 
тРНК 
рРНК 
мРНК 
1 
Число нуклеотид- 
74
–95 
120
–1 500 
400
–6 000 
ных остатков 
2 
Количество под- 
Более 50 
4 
Более 1 000 
типов в клетке 
3 
Содержание 
10
–20 % 
80 % 
5 % 
в клетке 
4 
Время жизни 
Продолжительное 
Продолжительное 
Короткое 
5 
Функция 
Трансляция: кодиро­ Трансляция: структурные­ Трансляция: переносит­ 
вание, акцептирование,­ и функциональные­ части генетическую­ информа- 
транспорт аминокислот­ 
рибосом 
цию из ядра в цитозоль 
Значительная часть РНК
,
образующихся в эукариотических клетках
,
включая и клетки млекопитающих
,
подвергается деградации в ядре и не 
играет какой
‑
либо структурной или информационной роли в цитоплазме
.
В 
культивирующих клетках человека обнаружен класс малых ядерных РНК 
(
мяРНК
),
которые непосредственно не участвуют в синтезе белка
,
но могут 
оказывать влияние на процессинг РНК и общую архитектуру клетки
.
Размеры 
этих относительно небольших молекул варьируют и могут содержать от 
90
до 
300
нуклеотидов
. 
РНК являются основным генетическим материалом у некоторых вирусов 
животных и растений
.
Некоторые РНК
-
содержащие вирусы никогда не прохо
­
дят стадию обратной транскрипции РНК в ДНК
.
Однако для большинства 
известных
­
вирусов
,
таких как ретровирусы
,
характерна обратная транскрип
-
ция 
их РНК
-
генома
,
направляемая РНК
-
зависимой ДНК
-
полимеразой с об
-
разованием двухспиральной ДНК
-
копии
.
Во многих случаях образующийся 
101 

---

двухспиральной­ ДНК транскрипт встраивается в геном и в дальнейшем обе-
спечивает экспрессию­ генов вируса, а также наработку новых копий 
вирусных РНК-геномов. 
В ядрах клеток млекопитающих, включая человека, содержатся ядерные 
РНК (непроцессированные продукты транскрипции), такие ядерные РНК 
очень гетерогенны и достигают значительных размеров. Молекулы 
гетеро-
генных ядерных РНК (гяРНК) 
могут иметь молекулярную массу более
 
10
7
,
 
в 
то время как молекулярная масса мРНК обычно не превышает 2 • 10
6
.