Нуклеиновые кислоты являются кислотами потому, что в их молекулах содержится очень большое количество остатков фосфорной кислоты. Каждый нуклеотид, являющийся мономером ДНК или РНК, имеет в своем составе остаток фосфорной кислоты. Нуклеотиды соединяются друг с другом в длинные полимерные молекулы с помощью фосфатных группировок. Остатки фосфорной кислоты соединяют между собой сахара посредством прочной ковалентной фосфодиэфирной связи. Образуется длинный неразветвленный сахарофосфатный остов полинуклеотида, который является прочным и стабильным. Это очень важно, так как в результате уменьшается риск нарушений структуры в молекулах ДНК и РНК.
Структура ДНК. ДНК состоит из двух длинных полинуклеотидных цепей. Длина молекулы может доходить до нескольких сантиметров. Каждая цепь закручена в спираль вправо. Две цепи свиты вместе, закручены вправо вокруг одной и той же оси, в результате чего образуется двойная спираль. Две цепи двойной спирали антипараллельны, то есть направлены в противоположные стороны (рис. 3.3), направление расположения сахаров противоположно. Каждая цепь состоит из сахарофосфатного остова, вдоль которого перпендикулярно длинной оси располагаются азотистые основания. Азотистые основания двух цепей двойной спирали ДНК находятся строго друг против друга, перпендикулярно длинной оси. Азотистые основания двух цепей связаны между собой слабыми водородными связями. Промежуток между цепями имеет постоянный размер. Он равен расстоянию, занимаемому парой азотистых оснований. Аденин всегда спаривается только с тимином (А – Т), а гуанин – с цитозином (Г – Ц). Последовательность нуклеотидов одной цепи ДНК определяет последовательность нуклеотидов другой цепи. Поэтому говорят, что две цепи двойной спирали ДНК комплементарны друг другу. Никаких ограничений относительно последовательности нуклеотидов в одной цепи ДНК не существует. На один полный оборот двойной спирали приходится 10 пар азотистых оснований. Вдоль оси молекулы соседние пары оснований располагаются на расстоянии 0,34 нм одна от другой, строго периодично.
Рис. 3.3. Схема антипараллельности двух нитей в молекуле ДНК. Сахара двух нитей имеют противоположное направление.
Вопросы
1. Назовите азотистые основания, входящие в состав молекул ДНК и РНК. Какое азотистое основание присутствует в ДНК и отсутствует в РНК?
2. Что такое нуклеотид?
3. Как связаны между собой нуклеотиды в составе нуклеиновых кислот?
4. Что