Розробки

Азотисті основи-основа життя

Люди, які стежать за своїм харчуванням, а також ті, хто пам’ятає шкільний курс хімії або біології, напевно знають про такі біологічні речовини, як білки, жири і вуглеводи. Вони багато в чому забезпечують функціонування організму. Білки і багато вуглеводи – це полімери, тобто такі речовини складаються з безлічі окремих схожих елементів: амінокислот і моносахаридів відповідно.

Жири, або в більш широкому розумінні, ліпіди, – зазвичай відносно низькомолекулярні речовини, які, однак, часто можуть розглядатися як сполуки гліцерину з жирними кислотами. Але є ще один всім відомий компонент життя-ДНК. ДНК-дезоксирибонуклеїнова кислота – і РНК-рибонуклеїнова кислота-складаються з окремих залишків, іменованих нуклеотидами.

Вони, в свою чергу, теж будуються з трьох компонентів: моносахариду дезоксирибози, залишку фосфорної кислоти і азотистого підстави. Вони-то нам і цікаві. Судячи з назви, вони, по-перше, містять азот, а по-друге, є підставами, тобто з хімічної точки зору протилежні кислота.

За останню властивість відповідальний якраз азот, який може утворювати іони, подібно до того, як з аміаку NH3 утворюється амоній NH4+. У переважній більшості ДНК і РНК живих організмів містяться всього лише п’ять азотистих основ: аденін, гуанін, цитозин, а також міститься тільки в ДНК тимін, і тільки в РНК урацил, що відрізняються наявністю в тиміні метильної групи. У біохімії їх часто позначають за першими літерами: A, G, C, T і U – відповідно.

Чим же вони примітні? Так вже вийшло, що крім іншого вони можуть утворювати один з одним так звані водневі зв’язки, причому не одну, а відразу 2 або 3, Як показано на малюнку нижче. Ці зв’язки менш міцні, ніж звичайні хімічні, але при цьому досить міцні, щоб утримувати молекули поруч, особливо якщо таких пар кілька. Причому A спаровується тільки з T / U, а G – з C.

ці пари називаються комплементарними. Що ж це нам дає? Цей механізм забезпечує зчитування генетичної інформації. Вона зазвичай записана так званими кодонами з трьох підстав, що забезпечує 43 = 64 комбінації.

При трансляції-перекладі генетичної інформації в білок ДНК (або вірусної РНК) — зчитуваний кодон нуклеїнової кислоти притягує до себе відповідну матричну РНК, яка вже містить прироблений до себе залишок амінокислоти і вбудовує його в одержуваний білок. Широко відомий образ подвійної спіралі ДНК насправді швидше забезпечує збереження інформації, щоб вільні азотисті підстави не стирчали назовні. Якщо подумати про принцип комплементарності, то стає зрозуміло, що реальна інформація міститься тільки на одній частині спіралі, а на другій — лише її комплементарна копія.

Однак крім захисту це спаровування забезпечує деяку стійкість до пошкоджень, а також полегшує копіювання ДНК. Звичайно, в організмі такі активні і корисні сполуки мають і інші функції. Аденін входить до складу аденозинтрифосфорної кислоти – АТФ, яка є основним переносником енергії в клітинах.

Цитозин-основна мета метилювання ДНК-механізму регуляції генів, що лежить в основі так званої епігенетики-зміни організму не за рахунок мутацій, тобто прямої заміни генів, а за рахунок придушення або активації певних генів. Є припущення, що тимін захищає ДНК від пошкодження ультрафіолетовим випромінюванням. Загалом, ці хлопці не такі прості.

Чому саме вони? У нашому недавньому матеріалі про походження життя, наприклад, було припущення про відбір на користь амінокислот, що зустрічаються в природі. Можливо, щось подібне було і з азотистими підставами: просто їх сполуки були більш стійкими в умовах освіти життя і таким чином вони закріпилися. #Автор: Антон Меньшенин, редактор Марлен Тальберг.

Related posts

Leave a Comment