න්‍යෂ්ටික අම්ල අණු පොලිමර් අණු ලෙස හඳුන්වන්නේ ඇයි? න්යෂ්ටික අම්ල. ව්යුහය සහ කාර්යයන්

රුසියානු සමූහාණ්ඩුවේ අධ්යාපන හා විද්යා අමාත්යාංශය

ෆෙඩරල් රාජ්ය ස්වාධීන අධ්යාපන ආයතනය

උසස් අධ්යාපනය

"කසාන් ජාතික පර්යේෂණ තාක්ෂණ විශ්ව විද්‍යාලය"

ආහාර ඉංජිනේරු ආයතනය

ආහාර ජෛව තාක්ෂණ දෙපාර්තමේන්තුව

මාතෘකාව පිළිබඳ සාරාංශය

න්යෂ්ටික අම්ල. DNA සහ RNA

සම්පූර්ණ කළේ: රඩෙන්කෝ වී.

කණ්ඩායම 625 M-52

න්යෂ්ටික අම්ල -ජීවී ජීවීන්ගේ පාරම්පරික (ජානමය) තොරතුරු ගබඩා කිරීම සහ සම්ප්‍රේෂණය කිරීම සහතික කරන ස්වාභාවික අධි-අණුක කාබනික සංයෝග. සෑම ජීවියෙකුම න්යෂ්ටික අම්ල වර්ග 2 ක් අඩංගු වේ: රයිබොනියුක්ලික් අම්ලය (RNA) සහ ඩිඔක්සිරයිබොනියුක්ලික් අම්ලය (ඩීඑන්ඒ). දන්නා කුඩාම න්‍යෂ්ටික අම්ලයේ අණුක බර, හුවමාරු RNA (tRNA) ආසන්න වශයෙන් 25 kDa වේ. DNA යනු විශාලතම පොලිමර් අණුවයි; ඒවායේ අණුක බර 1,000 සිට 1,000,000 kDa දක්වා වෙනස් වේ. ඩීඑන්ඒ සහ ආර්එන්ඒ මොනොමරික් ඒකක වලින් සමන්විත වේ - නියුක්ලියෝටයිඩ, එම නිසා න්‍යෂ්ටික අම්ල පොලිනියුක්ලියෝටයිඩ ලෙස හැඳින්වේ.

නියුක්ලියෝටයිඩවල ව්යුහය

සෑම නියුක්ලියෝටයිඩයකම රසායනිකව වෙනස් සංරචක 3ක් අඩංගු වේ: විෂම චක්‍රීය නයිට්‍රජන් පදනමක්, මොනොසැකරයිඩ (පෙන්ටෝස්) සහ පොස්පරික් අම්ල අපද්‍රව්‍ය. අණුවේ ඇති පොස්පරික් අම්ල අපද්‍රව්‍ය ගණන අනුව, නියුක්ලියෝසයිඩ් මොනොපොස්පේට් (එන්එම්පී), නියුක්ලියෝසයිඩ් ඩයිපොස්පේට් (එන්ඩීපී) සහ නියුක්ලියෝසයිඩ් ට්‍රයිපොස්පේට් (එන්ටීපී) වෙන්කර හඳුනාගත හැකිය (රූපය 4-1). න්යෂ්ටික අම්ලවල නයිට්රජන් භෂ්ම වර්ග දෙකක් අඩංගු වේ: පියුරීන් - ඇඩිනීන්(ඒ), ගුවානීන්(G) සහ පිරමිඩීන් - සයිටොසීන්(සමග), තයිමින්(T) සහ uracil(යූ) පාදවල පරමාණු ගණන චක්රය ඇතුළත ලියා ඇත (රූපය 4-2). නියුක්ලියෝටයිඩවල ඇති පෙන්ටෝස් රයිබෝස් (ආර්එන්ඒ තුළ) හෝ ඩිඔක්සිරයිබෝස් (ඩීඑන්ඒ තුළ) වේ. පෙන්ටෝස්වල ඇති පරමාණු සංඛ්‍යා භෂ්මවල පරමාණු සංඛ්‍යාවෙන් වෙන්කර හඳුනා ගැනීම සඳහා, පටිගත කිරීම චක්‍රයේ පිටත සිදු කරන අතර සංඛ්‍යාවට ප්‍රථමක (") එකතු කරනු ලැබේ - 1", 2", 3", 4" සහ 5" (රූපය 4-3). පෙන්ටෝස් පදනමට සම්බන්ධ වේ N-ග්ලයිකෝසයිඩ් බන්ධනය,පෙන්ටෝස් හි C 1 පරමාණුව (රයිබෝස් හෝ ඩිඔක්සිරයිබෝස්) සහ පිරිමිඩීන් හි N 1 පරමාණුව හෝ පියුරීන් හි N 9 පරමාණුව මගින් සෑදී ඇත (රූපය 4-4). පෙන්ටෝස් රයිබෝස් මගින් නිරූපණය වන නියුක්ලියෝටයිඩ රයිබොනියුක්ලියෝටයිඩ ලෙසද රයිබොනියුක්ලියෝටයිඩ වලින් සාදන ලද න්‍යෂ්ටික අම්ල රයිබොනියුක්ලික් අම්ල නොහොත් RNA ලෙසද හැඳින්වේ. න්‍යෂ්ටික අම්ල ඩිඔක්සිරයිබෝස් අඩංගු මොනෝමර් ඩිඔක්සිරයිබොනියුක්ලික් අම්ල හෝ DNA ලෙස හැඳින්වේ. ඒවායේ ව්යුහය අනුව, න්යෂ්ටික අම්ල වර්ගීකරණය කර ඇත

සහල්. 4-1. නියුක්ලියෝසයිඩ් මොනෝ-, ඩයි- සහ ඇඩිනොසීන් ට්‍රයිපොස්පේට්.නියුක්ලියෝටයිඩ යනු නියුක්ලියෝසයිඩ් වල පොස්පරස් එස්ටර වේ. පොස්පරික් අම්ල අපද්‍රව්‍ය පෙන්ටෝස් හි 5" කාබන් පරමාණුවට (5" ෆොස්ෆොස්ටර් බන්ධනයට) සම්බන්ධ වේ.

සහල්. 4-2. පියුරීන් සහ පිරමිඩීන් භෂ්ම.

සහල්. 4-3. පෙන්ටෝස්.වර්ග 2 ක් ඇත - RNA නියුක්ලියෝටයිඩවල සංයුතියේ β-D-රයිබෝස් සහ DNA නියුක්ලියෝටයිඩවල සංයුතියේ β-D-2-ඩිඔක්සිරයිබෝස්.

රේඛීය බහු අවයවක පන්තිය. න්යෂ්ටික අම්ල කොඳු ඇට පෙළේ අණුවේ සම්පූර්ණ දිග දිගේ එකම ව්යුහයක් ඇති අතර ප්රත්යාවර්ත කණ්ඩායම් වලින් සමන්විත වේ - pentose-phosphate-pentose- (රූපය 4-5). පොලිනියුක්ලියෝටයිඩ දාමවල විචල්‍ය කණ්ඩායම් නයිට්‍රජන් භෂ්ම වේ - පියුරීන් සහ පිරමිඩීන්. RNA අණු වලට ඇඩිනීන් (A), uracil (U), guanine (G) සහ cytosine (C) ඇතුළත් වන අතර DNA වල adenine (A), thymine (T), guanine (G) සහ Cytosine (C) අඩංගු වේ. DNA සහ RNA අණු වල අද්විතීය ව්‍යුහය සහ ක්‍රියාකාරී පෞද්ගලිකත්වය තීරණය වන්නේ ඒවායේ ප්‍රාථමික ව්‍යුහය මගිනි - පොලිනියුක්ලියෝටයිඩ දාමයේ නයිට්‍රජන් භෂ්ම අනුපිළිවෙලයි.

සහල්. 4-4. පියුරීන් සහ පිරමිඩීන් නියුක්ලියෝටයිඩ.

සහල්. 4-5. DNA දාමයක කොටසක්.

B. ඩිඔක්සිරයිබොනියුක්ලික් අම්ලයේ (DNA) ව්‍යුහය

DNA වල ප්‍රාථමික ව්‍යුහය -පොලිනියුක්ලියෝටයිඩ දාමයේ ඩිඔක්සිරයිබොනියුක්ලියෝසයිඩ් මොනොපොස්පේට් (dNMP) ප්‍රත්‍යාවර්තනය කිරීමේ අනුපිළිවෙල. පොලිනියුක්ලියෝටයිඩ දාමයේ සෑම පොස්පේට් කණ්ඩායමක්ම, අණුවේ 5" අන්තයේ ඇති පොස්පරස් අපද්‍රව්‍ය හැර, අසල්වැසි ඩිඔක්සිරයිබෝස් දෙකක 3" සහ 5" කාබන් පරමාණු සම්බන්ධ එස්ටර බන්ධන දෙකක් සෑදීමට සහභාගී වේ, එබැවින් අතර බන්ධනය මොනෝමර් 3", 5" ලෙස නම් කර ඇත - ෆොස්ෆොඩීස්ටර්. DNA හි පර්යන්ත නියුක්ලියෝටයිඩ ව්‍යුහය අනුව වෙන්කර හඳුනාගත හැකිය: 5" අන්තයේ පොස්පේට් කාණ්ඩයක් ඇති අතර දාමයේ 3" කෙළවරේ නිදහස් OH කාණ්ඩයක් ඇත. කෙළවර 5" සහ 3" අන්ත ලෙස හැඳින්වේ. DNA බහු අවයවික දාමයේ ඇති ඩිඔක්සිරයිබොනියුක්ලියෝටයිඩවල රේඛීය අනුක්‍රමය සාමාන්‍යයෙන් තනි අකුරු කේතයක් භාවිතයෙන් කෙටි කර ඇත, උදාහරණයක් ලෙස -A-G-C-T-T-A-C-A- 5"- සිට 3"-අවසානය දක්වා.

සෑම නියුක්ලෙයික් අම්ල මොනෝමරයකම පොස්පරික් අම්ල අපද්‍රව්‍ය අඩංගු වේ. pH අගය 7 දී පොස්පේට් කාණ්ඩය සම්පූර්ණයෙන්ම අයනීකෘත වේ vivo තුළන්‍යෂ්ටික අම්ල බහුඅවයවයන් ලෙස පවතී (බහු සෘණ ආරෝපණ ඇත). පෙන්ටෝස් අපද්‍රව්‍ය ද හයිඩ්‍රොෆිලික් ගුණ ප්‍රදර්ශනය කරයි. නයිට්‍රජන් භෂ්ම පාහේ ජලයේ දිය නොවන නමුත් පියුරීන් සහ පිරමිඩීන් වළලු වල සමහර පරමාණු සෑදීමේ හැකියාව ඇත. හයිඩ්රජන් බන්ධන.

DNA වල ද්විතියික ව්යුහය. 1953 දී J. Watson සහ F. Crick DNA වල අවකාශීය ව්‍යුහයේ ආකෘතියක් යෝජනා කළහ. මෙම ආකෘතියට අනුව, DNA අණුව එකිනෙකට සාපේක්ෂව සහ පොදු අක්ෂය වටා ඇඹරුණු පොලිනියුක්ලියෝටයිඩ දාම දෙකකින් සෑදී ඇති හෙලික්සයක හැඩය ඇත. ද්විත්ව හෙලික්ස් දකුණු අත,එහි ඇති පොලිනියුක්ලියෝටයිඩ දාමය ප්රතිවිරුද්ධ(රූපය 4-6), i.e. ඒවායින් එකක් 3"→5" දිශාවට නැඹුරු නම්, දෙවැන්න 5"→3" දිශාවට වේ. එමනිසා, එක් එක් කෙළවරේ

සහල්. 4-6. DNA ද්විත්ව හෙලික්ස්.

DNA අණු අනුපූරක නියුක්ලියෝටයිඩ අනුපිළිවෙලක් සහිත ප්‍රති-සමාන්තර කෙඳි දෙකකින් සමන්විත වේ. දම්වැල් එකිනෙකට සාපේක්ෂව දකුණු අත සර්පිලාකාරව ඇඹරී ඇති අතර එමඟින් අණුවේ හැරීමකට නියුක්ලියෝටයිඩ යුගල 10 ක් පමණ ඇත. DNA කෙඳිවල සියලුම පාද ද්විත්ව හෙලික්ස් ඇතුළත පිහිටා ඇති අතර පෙන්ටෝස් පොස්පේට් කොඳු නාරටිය පිටත පිහිටා ඇත. අනුපූරක පියුරීන් සහ පිරමිඩීන් නයිට්‍රජන් භෂ්ම A සහ ​​T (බන්ධන දෙකක්) සහ G සහ C (බන්ධන තුනක්) අතර හයිඩ්‍රජන් බන්ධන හේතුවෙන් පොලිනියුක්ලියෝටයිඩ දාම එකිනෙකට සාපේක්ෂව රඳවා ඇත (රූපය 4-7). මෙම සංයෝජනය සමඟ, සෑම යුගලයකම වළලු තුනක් අඩංගු වේ, එබැවින් මෙම මූලික යුගලවල සමස්ත ප්රමාණය අණුවේ සම්පූර්ණ දිග දිගේ සමාන වේ.

සහල්. 4-7. DNA වල Purine-pyrimidine පදනම් යුගල.

යුගලයක පාදවල වෙනත් සංයෝජන සමඟ හයිඩ්‍රජන් බන්ධන ඇති විය හැකි නමුත් ඒවා වඩා දුර්වල ය. එක් දාමයක නියුක්ලියෝටයිඩ අනුපිළිවෙල දෙවන දාමයේ නියුක්ලියෝටයිඩ අනුපිළිවෙලට සම්පූර්ණයෙන්ම අනුපූරක වේ. එබැවින්, Chargaff ගේ නියමයට අනුව (1951 දී Erwin Chargaff විසින් DNA අණුවක පියුරීන් සහ පිරමිඩීන් භෂ්මවල අනුපාතයෙහි රටා ස්ථාපිත කරන ලදී), පියුරීන් භෂ්ම ගණන (A + G) පිරමිඩීන් භෂ්ම ගණනට (T + C) සමාන වේ. . අනුපූරක කඳවුරු හෙලික්ස් හි හරයේ ගොඩගැසී ඇත. තොගයක ද්විත්ව නූල් අණුවක පාද අතර, ජලභීතික අන්තර්ක්‍රියා,ද්විත්ව හෙලික්ස් ස්ථාවර කිරීම.

මෙම ව්‍යුහය ජලය සමඟ නයිට්‍රජන් අපද්‍රව්‍ය සම්බන්ධ කිරීම බැහැර කරයි, නමුත් පාදක තොගය නියත වශයෙන්ම සිරස් විය නොහැක. මූලික යුගල එකිනෙකාගෙන් තරමක් විස්ථාපනය වේ. සාදන ලද ව්‍යුහය තුළ, කට්ට දෙකක් කැපී පෙනේ - විශාල එකක්, පළල 2.2 nm සහ කුඩා එකක්, 1.2 nm පළල. ප්‍රධාන හා කුඩා කට්ට ප්‍රදේශයේ ඇති නයිට්‍රජන් භෂ්ම ක්‍රොමැටින් ව්‍යුහය සංවිධානය කිරීමට සම්බන්ධ විශේෂිත ප්‍රෝටීන සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කරයි.

DNA වල තෘතීයික ව්‍යුහය (DNA supercoiling)සෑම DNA අණුවක්ම වෙනම වර්ණදේහයකට ඇසුරුම් කර ඇත. මානව ඩිප්ලොයිඩ් සෛල අඩංගු වේ වර්ණදේහ 46 ක්.සෛලයක ඇති සියලුම වර්ණදේහවල DNA වල සම්පූර්ණ දිග මීටර් 1.74 ක් වන නමුත් එය න්‍යෂ්ටියක ඇසුරුම් කර ඇති අතර එහි විෂ්කම්භය මිලියන ගණනින් කුඩා වේ. සෛල න්යෂ්ටිය තුළ DNA ස්ථානගත කිරීම සඳහා ඉතා සංයුක්ත ව්යුහයක් සෑදිය යුතුය. DNA ව්‍යුහයේ යම් යම් අනුපිළිවෙලවල් සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කරන විවිධ ප්‍රෝටීන භාවිතයෙන් DNA සංයුක්ත කිරීම සහ සුපිරි දඟර සිදු කෙරේ. යුකැරියෝටික් DNA සමඟ බන්ධනය වන සියලුම ප්‍රෝටීන කාණ්ඩ 2 කට බෙදිය හැකිය: ගිස්ගොන් සහ හිස්ටෝන් නොවන ප්‍රෝටීන.සෛලවල න්‍යෂ්ටික DNA සහිත ප්‍රෝටීන සංකීර්ණය ක්‍රොමැටින් ලෙස හැඳින්වේ.

හිස්ටෝන- බොහෝ ආර්ජිනින් සහ ලයිසීන් අපද්‍රව්‍ය අඩංගු 11-21 kDa අණුක බරක් සහිත ප්‍රෝටීන. ඒවායේ ධන ආරෝපණය හේතුවෙන්, හිස්ටෝන DNA ද්විත්ව හෙලික්සයේ පිටත පිහිටා ඇති සෘණ ආරෝපිත පොස්පේට් කාණ්ඩ සහිත අයනික බන්ධන සාදයි. හිස්ටෝන වර්ග 5 ක් ඇත. H2A, H2B, H3 සහ H4 යන හිස්ටෝන හතර අෂ්ටාංගික ප්‍රෝටීන් සංකීර්ණයක් සාදයි (H2A, H2B, H3, H4) 2, එය හැඳින්වේ. "නියුක්ලියෝසෝමල් හරය"(ඉංග්‍රීසියෙන් නියුක්ලියෝසෝම හරය) DNA අණුව "සුළං" histone octamer මතුපිටට, හැරීම් 1.75 සම්පූර්ණ කරයි (නියුක්ලියෝටයිඩ යුගල 146 ක් පමණ). DNA සහිත හිස්ටෝන් ප්‍රෝටීන වල මෙම සංකීර්ණය ක්‍රොමැටින් හි ප්‍රධාන ව්‍යුහාත්මක ඒකකය ලෙස ක්‍රියා කරයි, එය හැඳින්වෙන්නේ "නියුක්ලියෝසෝම".නියුක්ලියෝසෝම අංශු බන්ධනය කරන DNA ලින්කර් DNA ලෙස හැඳින්වේ. සාමාන්‍යයෙන්, සම්බන්ධක DNA යනු නියුක්ලියෝටයිඩ අපද්‍රව්‍ය යුගල 60කි. හිස්ටෝන් H1 අණු අන්තර් නියුක්ලියෝසෝම කලාපවල (ලින්කර් අනුපිළිවෙල) DNA සමඟ බන්ධනය වන අතර න්‍යෂ්ටික ක්‍රියාකාරිත්වයෙන් මෙම කලාප ආරක්ෂා කරයි (රූපය 4-8).

සහල්. 4-8. න්යෂ්ටික ව්යුහය.

හිස්ටෝන් අණු අටක් (H2A, H2B, H3, H4) 2 නියුක්ලියෝසෝමයේ හරය සෑදී ඇති අතර, DNA වටා හැරීම් 1.75ක් පමණ සාදයි. DNA. ලයිසීන්, ආර්ජිනින් සහ පර්යන්ත ඇමයිනෝ කාණ්ඩවල ඇමයිනෝ අම්ල අපද්‍රව්‍ය වෙනස් කළ හැක: ඇසිටිලේටඩ්, පොස්පරයිලේටඩ්, මෙතිලේටඩ් හෝ ප්‍රෝටීන් යූබික්විටින් (හිස්ටෝන් නොවන ප්‍රෝටීන්) සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කරයි. වෙනස් කිරීම් ආපසු හැරවිය හැකි හෝ ආපසු හැරවිය නොහැකි විය හැකිය; ඒවා හිස්ටෝනවල ආරෝපණය සහ අනුකූලතාව වෙනස් කරයි, මෙය හිස්ටෝන එකිනෙකා හා DNA සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කිරීමට බලපායි. වෙනස් කිරීම් සඳහා වගකිව යුතු එන්සයිම වල ක්රියාකාරිත්වය නියාමනය කර ඇති අතර සෛල චක්රයේ වේදිකාව මත රඳා පවතී. වෙනස් කිරීම් මගින් chromatin හි අනුරූප ප්‍රතිසංවිධානය කළ හැක.

හිස්ටෝන් නොවන ක්‍රොමැටින් ප්‍රෝටීන.යුකැරියෝටික් සෛලයක න්‍යෂ්ටියෙහි විවිධ DNA-බන්ධන හිස්ටෝන් නොවන ප්‍රෝටීන සිය ගණනක් අඩංගු වේ. සෑම ප්‍රෝටීනයක්ම DNA නියුක්ලියෝටයිඩවල නිශ්චිත අනුපිළිවෙලකට අනුපූරක වේ (ඩීඑන්ඒ අඩවිය).මෙම කණ්ඩායමට "සින්ක් ඇඟිලි" වර්ගයේ අඩවි-විශේෂිත ප්රෝටීන පවුල ඇතුළත් වේ (1 කොටස බලන්න). සෑම "සින්ක් ඇඟිල්ලක්" නියුක්ලියෝටයිඩ යුගල 5 කින් සමන්විත නිශ්චිත අඩවියක් හඳුනා ගනී. අඩවි විශේෂිත ප්‍රෝටීන වල තවත් පවුලක් සමලිංගික වේ. DNA සමඟ ස්පර්ශ වන එවැනි ප්‍රෝටීනයක ඛණ්ඩනයට හෙලික්ස්-හැරවුම්-හෙලික්ස් ව්‍යුහයක් ඇත (1 කොටස බලන්න). ක්‍රොමැටින් සමඟ නිරන්තරයෙන් සම්බන්ධ වන ව්‍යුහාත්මක සහ නියාමන ප්‍රෝටීන සමූහයට ඉහළ සංචලන ප්‍රෝටීන ඇතුළත් වේ ( HMG ප්‍රෝටීන- ඉංග්‍රීසියෙන්, ඉහළ සංචලන ජෙල් ප්‍රෝටීන) ඒවායේ අණුක බර 30 kDa ට වඩා අඩු වන අතර ආරෝපිත ඇමයිනෝ අම්ලවල ඉහළ අන්තර්ගතයක් මගින් සංලක්ෂිත වේ. අඩු අණුක බර නිසා, HMG ප්‍රෝටීන් පොලිඇක්‍රිලමයිඩ් ජෙල් විද්‍යුත් විච්ඡේදනය අතරතුර ඉහළ සංචලතාවක් ඇත. හිස්ටෝන් නොවන ප්‍රෝටීන වලට අනුකරණය, පිටපත් කිරීම සහ අලුත්වැඩියා එන්සයිම ඇතුළත් වේ. DNA සහ RNA සංශ්ලේෂණයට සම්බන්ධ ව්‍යුහාත්මක, නියාමන ප්‍රෝටීන සහ එන්සයිම වල සහභාගීත්වය ඇතිව, නියුක්ලියෝසෝම වල පොට ප්‍රෝටීන සහ DNA වල අධික ඝනීභවනය වූ සංකීර්ණයක් බවට පරිවර්තනය වේ. එහි ප්‍රතිඵලය වන ව්‍යුහය මුල් DNA අණුවට වඩා 10,000 ගුණයකින් කෙටි වේ.

ජීවියෙකු තුළ ප්‍රධාන සාර්ව අණු තුනක් ඇත: ප්‍රෝටීන සහ න්‍යෂ්ටික අම්ල වර්ග දෙකක්. ඔවුන්ට ස්තූතියි, සමස්ත ශරීරයේ වැදගත් ක්රියාකාරිත්වය සහ නිසි ක්රියාකාරීත්වය පවත්වා ගෙන යනු ලැබේ. න්යෂ්ටික අම්ල යනු කුමක්ද? ඔවුන් අවශ්ය වන්නේ ඇයි? මේ ගැන වැඩි විස්තර පසුව ලිපියෙන්.

සාමාන්ය තොරතුරු

නියුක්ලික් අම්ලය යනු නියුක්ලියෝටයිඩ අපද්‍රව්‍ය මගින් සෑදෙන ඉහළ අණුක සහිත කාබනික සංයෝගයක් වන ජෛව බහු අවයවයකි. පරම්පරාවෙන් පරම්පරාවට සියලුම ජානමය තොරතුරු සම්ප්රේෂණය කිරීම න්යෂ්ටික අම්ල මගින් සිදු කරන ප්රධාන කාර්යය වේ. පහත ඉදිරිපත් කිරීම මෙම සංකල්පය වඩාත් විස්තරාත්මකව පැහැදිලි කරනු ඇත.

අධ්යයනයේ ඉතිහාසය

අධ්යයනය කරන ලද පළමු නියුක්ලියෝටයිඩය 1847 දී ගව මාංශ පේශි වලින් හුදකලා කර "ඉනොසිනික් අම්ලය" ලෙස නම් කරන ලදී. රසායනික ව්‍යුහය අධ්‍යයනය කිරීමේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙස එය රයිබොසයිඩ්-5′-පොස්පේට් එකක් වන අතර N-ග්ලයිකෝසයිඩ් බන්ධනයක් අඩංගු බව අනාවරණය විය.1868 දී "නියුක්ලීන්" නම් ද්‍රව්‍යයක් සොයා ගන්නා ලදී. ස්විට්සර්ලන්ත රසායනඥ ෆ්‍රෙඩ්රික් මීෂර් විසින් ඇතැම් ජීව විද්‍යාත්මක ද්‍රව්‍ය පිළිබඳ පර්යේෂණ අතරතුර එය සොයා ගන්නා ලදී. මෙම ද්රව්යය පොස්පරස් ඇතුළත් විය. මෙම සංයෝගය ආම්ලික ගුණ ඇති අතර ප්රෝටෝලිටික් එන්සයිමවල බලපෑම යටතේ වියෝජනයට ලක් නොවීය.

මෙම ද්‍රව්‍යයට C29H49N9O22P3 සූත්‍රය ලැබුණි.පරම්පරාගත තොරතුරු සම්ප්‍රේෂණය කිරීමේ ක්‍රියාවලියේදී න්‍යෂ්ටීන්ගේ සහභාගීත්වය පිළිබඳ උපකල්පනය ක්‍රොමැටින් සමඟ එහි රසායනික සංයුතියේ සමානකම සොයාගැනීමේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ඉදිරිපත් විය. මෙම මූලද්‍රව්‍යය වර්ණදේහවල ප්‍රධාන සංඝටකය වේ.“න්‍යෂ්ටික අම්ලය” යන යෙදුම මුලින්ම හඳුන්වා දුන්නේ 1889 දී Richard Altmann විසිනි. ප්‍රෝටීන් අපද්‍රව්‍ය නොමැතිව මෙම ද්‍රව්‍ය නිපදවීමේ ක්‍රමයේ කතුවරයා බවට පත් වූයේ ඔහුය.න්‍යෂ්ටික අම්ලවල ක්ෂාරීය ජල විච්ඡේදනය අධ්‍යයනය කිරීමේදී ලෙවින් සහ ජේකොබ් මෙම ක්‍රියාවලියේ නිෂ්පාදනවල ප්‍රධාන සංරචක හඳුනා ගත්හ. ඒවා නියුක්ලියෝටයිඩ සහ නියුක්ලියෝසයිඩ් බවට පත් විය. 1921 දී ලෙවින් ඩීඑන්ඒ ටෙට්‍රානියුක්ලියෝටයිඩ ව්‍යුහයක් ඇති බව යෝජනා කළේය. කෙසේ වෙතත්, මෙම උපකල්පනය තහවුරු කර නොමැති අතර එය වැරදි සහගත විය.

වර්ගීකරණය

න්යෂ්ටික අම්ල වර්ග දෙකකින් පැමිණේ: DNA සහ RNA. ඔවුන්ගේ පැවැත්ම සියලුම ජීවීන්ගේ සෛල තුළ දක්නට ලැබේ. DNA ප්‍රධාන වශයෙන් සෛල න්‍යෂ්ටිය තුළ දක්නට ලැබේ. RNA සෛල ප්ලාස්මයේ දක්නට ලැබේ. 1935 දී, DNA වල මෘදු ඛණ්ඩනය අතරතුර, DNA සාදන නියුක්ලියෝටයිඩ 4 ක් ලබා ගන්නා ලදී. මෙම සංරචක ස්ඵටිකරූපී තත්වයක ඉදිරිපත් කෙරේ. 1953 දී වොට්ස්ටෝන් සහ ක්‍රික් තීරණය කළේ DNA ද්විත්ව හෙලික්සයක් ඇති බවයි.

තෝරා ගැනීමේ ක්රම

ස්වභාවික මූලාශ්රවලින් සංයෝග ලබා ගැනීම සඳහා විවිධ ක්රම සකස් කර ඇත. මෙම ක්‍රමවල ප්‍රධාන කොන්දේසි වන්නේ න්‍යෂ්ටික අම්ල සහ ප්‍රෝටීන වල ඵලදායි ලෙස වෙන් කිරීම, ක්‍රියාවලියේදී ලබාගත් ද්‍රව්‍යවල අවම වශයෙන් ඛණ්ඩනය වීමයි. අද වන විට සම්භාව්ය ක්රමය බහුලව භාවිතා වේ. මෙම ක්‍රමයේ සාරය නම් ජීව විද්‍යාත්මක ද්‍රව්‍යවල බිත්ති විනාශ කිරීම සහ ඇනොනික් ඩිටර්ජන්ට් සමඟ තවදුරටත් ප්‍රතිකාර කිරීමයි. ප්රතිඵලය වන්නේ ප්රෝටීන් අවක්ෂේපය වන අතර, න්යෂ්ටික අම්ල ද්රාවණය තුළ පවතී. තවත් ක්රමයක් ද භාවිතා වේ. මෙම අවස්ථාවේ දී, එතනෝල් සහ සේලයින් භාවිතා කිරීමෙන් න්යෂ්ටික අම්ල ජෙල් තත්වයට පත් කළ හැක. මෙය සිදු කිරීමේදී යම් ප්‍රවේශම් විය යුතුය. විශේෂයෙන්, ජෙල් අවක්ෂේපයක් ලබා ගැනීම සඳහා සේලයින් ද්‍රාවණයට එතනෝල් ඉතා පරිස්සමින් එකතු කළ යුතුය. න්‍යෂ්ටික අම්ලය මුදා හරිනු ලබන්නේ කුමන සාන්ද්‍රණයකින්ද, එහි ඇති අපද්‍රව්‍ය මොනවාද, වර්ණාවලීක්ෂ ඡායාමිතික ක්‍රමය මගින් තීරණය කළ හැකිය. විශේෂ එන්සයිම කාණ්ඩයක් වන න්‍යෂ්ටික අම්ල මගින් න්‍යෂ්ටික අම්ල පහසුවෙන් දිරාපත් වේ. එවැනි හුදකලාවක් සමඟ, රසායනාගාර උපකරණ නිෂේධක සමඟ අනිවාර්ය ප්රතිකාර ලබා ගැනීම අවශ්ය වේ. උදාහරණයක් ලෙස, RNA හුදකලා කිරීමේදී භාවිතා කරන DEPC නිෂේධකයක් මේවාට ඇතුළත් වේ.

භෞතික ගුණාංග

න්යෂ්ටික අම්ල ජලයේ හොඳ ද්රාව්යතාවක් ඇති නමුත් කාබනික සංයෝගවල පාහේ දිය නොවේ. මීට අමතරව, ඔවුන් උෂ්ණත්වය සහ pH මට්ටමට විශේෂයෙන් සංවේදී වේ. ඉහළ අණුක බරක් සහිත න්යෂ්ටික අම්ල අණු යාන්ත්රික බලවේගවල බලපෑම යටතේ න්යෂ්ටිය මගින් ඛණ්ඩනය කළ හැක. විසඳුම මිශ්ර කිරීම සහ එය සෙලවීම ඇතුළත් වේ.

න්යෂ්ටික අම්ල. ව්යුහය සහ කාර්යයන්

ප්‍රශ්නගත සංයෝගවල බහුඅවයවික සහ මොනමරික් ආකාර සෛල තුළ දක්නට ලැබේ. බහු අවයවික ආකෘති පොලිනියුක්ලියෝටයිඩ ලෙස හැඳින්වේ. මෙම ස්වරූපයෙන්, නියුක්ලියෝටයිඩ දාම පොස්පරික් අම්ල අපද්‍රව්‍ය මගින් සම්බන්ධ වේ. රයිබෝස් සහ ඩිඔක්සිරයිබෝස් ලෙස හඳුන්වන විෂම චක්‍රීය අණු වර්ග දෙකක අන්තර්ගතය නිසා, අම්ල පිළිවෙලින් රයිබොනියුක්ලික් අම්ල සහ ඩිඔක්සිරයිබොනියුක්ලික් අම්ල වේ. ඔවුන්ගේ උපකාරයෙන්, පාරම්පරික තොරතුරු ගබඩා කිරීම, සම්ප්රේෂණය කිරීම සහ ක්රියාත්මක කිරීම සිදු වේ. න්‍යෂ්ටික අම්ලවල මොනොමරික් ආකාර අතරින් වඩාත් ජනප්‍රිය වන්නේ ඇඩිනොසීන් ට්‍රයිපොස්පරික් අම්ලයයි. එය සංඥා කිරීම සහ සෛල තුළ බලශක්ති සංචිත සැපයීම සම්බන්ධ වේ.

DNA

Deoxyribonucleic අම්ලය සාර්ව අණුවකි. එහි ආධාරයෙන්, ජානමය තොරතුරු මාරු කිරීම සහ ක්රියාත්මක කිරීමේ ක්රියාවලිය සිදු වේ. ජීවියෙකුගේ වර්ධනයට සහ ක්‍රියාකාරීත්වයට මෙම තොරතුරු අවශ්‍ය වේ. සතුන්, ශාක සහ දිලීර වල DNA සෛල න්‍යෂ්ටියේ ඇති වර්ණදේහවල කොටසක් වන අතර මයිටොකොන්ඩ්‍රියා සහ ප්ලාස්ටිඩ් වලද දක්නට ලැබේ. බැක්ටීරියා සහ පුරාවිද්‍යා වලදී, ඩිඔක්සිරයිබොනියුක්ලික් අම්ල අණුව සෛල පටලයට ඇතුළත සිට ඇලී සිටී. එවැනි ජීවීන් තුළ ප්‍රධාන වශයෙන් වෘත්තාකාර DNA අණු පවතී. ඒවා "ප්ලාස්මිඩ්" ලෙස හැඳින්වේ. එහි රසායනික ව්‍යුහයට අනුව ඩිඔක්සිරයිබොනියුක්ලික් අම්ලය යනු නියුක්ලියෝටයිඩ වලින් සමන්විත බහු අවයවික අණුවකි. මෙම සංරචක, අනෙක් අතට, නයිට්රජන් පදනමක්, සීනි සහ පොස්පේට් කාණ්ඩයක් අඩංගු වේ. අවසාන මූලද්‍රව්‍ය දෙක නිසා නියුක්ලියෝටයිඩ අතර බන්ධනයක් ඇති වන අතර දාමයන් නිර්මාණය වේ. මූලික වශයෙන්, DNA සාර්ව අණුව දම්වැල් දෙකක සර්පිලාකාර ආකාරයෙන් ඉදිරිපත් කෙරේ.

RNA

රයිබොනියුක්ලික් අම්ලය යනු නියුක්ලියෝටයිඩ වලින් සමන්විත දිගු දාමයකි. ඒවායේ නයිට්‍රජන් පදනමක්, රයිබෝස් සීනි සහ පොස්පේට් කාණ්ඩයක් අඩංගු වේ. ජානමය තොරතුරු නියුක්ලියෝටයිඩ අනුපිළිවෙලක් භාවිතයෙන් සංකේතනය කර ඇත. ප්‍රෝටීන් සංස්ලේෂණය ක්‍රමලේඛනය කිරීමට RNA භාවිතා කරයි. පිටපත් කිරීමේදී Ribonucleic අම්ලය නිර්මාණය වේ. මෙය DNA සැකිල්ලක් මත RNA සංශ්ලේෂණ ක්‍රියාවලියයි. එය සිදු වන්නේ විශේෂ එන්සයිම වල සහභාගීත්වයෙනි. ඒවා RNA පොලිමරේස් ලෙස හැඳින්වේ. මෙයින් පසු, අච්චු රිබොනියුක්ලික් අම්ල පරිවර්තන ක්රියාවලියට සහභාගී වේ. ආර්එන්ඒ අනුකෘතිය මත ප්‍රෝටීන් සංස්ලේෂණය සිදු වන්නේ එලෙස ය. මෙම ක්‍රියාවලියේදී රයිබසෝම ක්‍රියාකාරී කොටසක් ගනී. ඉතිරි RNA පිටපත් කිරීම සම්පූර්ණ කිරීම සඳහා රසායනික පරිවර්තනයකට ලක් වේ. සිදු වන වෙනස්කම්වල ප්රතිඵලයක් ලෙස, රයිබොනියුක්ලික් අම්ලයේ ද්විතියික හා තෘතියික ව්යුහයන් සෑදී ඇත. ඒවා RNA වර්ගය අනුව ක්‍රියා කරයි.

ලිපියේ අන්තර්ගතය

න්යෂ්ටික අම්ල- ජීව විද්‍යාත්මක බහු අවයවික අණු තනි ජීවියෙකු පිළිබඳ සියලු තොරතුරු ගබඩා කරයි, එහි වර්ධනය හා සංවර්ධනය තීරණය කිරීම මෙන්ම ඊළඟ පරම්පරාවට සම්ප්‍රේෂණය වන පාරම්පරික ලක්ෂණ. න්‍යෂ්ටික අම්ල සියළුම ශාක හා සත්ව ජීවීන්ගේ සෛල න්‍යෂ්ටිවල දක්නට ලැබෙන අතර එමඟින් ඒවායේ නම තීරණය වේ (lat. . න්යෂ්ටිය - හරය).

න්යෂ්ටික අම්ලවල පොලිමර් දාමයේ සංයුතිය.

න්‍යෂ්ටික අම්ල වල බහු අවයවික දාමය ෆොස්පරික් අම්ලය H 3 PO 3 කොටස් සහ ෆුරාන් ව්‍යුත්පන්න වන විෂම චක්‍රීය අණු වල කොටස් වලින් එකලස් කර ඇත. න්‍යෂ්ටික අම්ල වර්ග දෙකක් පමණක් ඇත, සෑම එකක්ම එවැනි විෂම චක්‍ර වර්ග දෙකකින් එකක පදනම මත ගොඩනගා ඇත - රයිබෝස් හෝ ඩිඔක්සිරයිබෝස් (රූපය 1).

සහල්. 1. රයිබෝස් සහ ඩියොක්සයිරයිබෝස් ව්‍යුහය.

රයිබෝස් යන නම (ලැට් භාෂාවෙන්. . ඉළ ඇටය - ඉළ ඇටය, කඩදාසි ක්ලිප්) අවසානය - ose, එය සීනි පන්තියට අයත් බව පෙන්නුම් කරයි (උදාහරණයක් ලෙස, ග්ලූකෝස්, ෆෲක්ටෝස්). දෙවන සංයෝගයේ OH කාණ්ඩයක් (හයිඩ්‍රොක්සි කාණ්ඩයක්) නොමැත, එය රතු පැහැයෙන් රයිබෝස් වලින් සලකුණු කර ඇත. මේ සම්බන්ධයෙන්, ත්‍රිත්ව සංයෝගය ඩිඔක්සිරයිබෝස් ලෙස හැඳින්වේ, එනම් ඔක්සි කාණ්ඩයකින් තොර රයිබෝස්.

රයිබෝස් සහ පොස්පරික් අම්ලයේ කොටස් වලින් සාදන ලද පොලිමර් දාමය, න්යෂ්ටික අම්ල වලින් එකක පදනම වේ - රයිබොනියුක්ලික් අම්ලය (RNA). මෙම සංයෝගයේ නාමයෙන් "අම්ල" යන යෙදුම භාවිතා කරනුයේ ෆොස්පරික් අම්ලයේ OH ආම්ලික කාණ්ඩ වලින් එකක් ආදේශකයක් නොමැතිව පවතින බැවින්, සමස්ත සංයෝගයට මඳක් ආම්ලික ස්වභාවයක් ලබා දෙන බැවිනි. රයිබෝස් වෙනුවට පොලිමර් දාමය සෑදීමේදී ඩිඔක්සිරයිබෝස් සම්බන්ධ වන්නේ නම්, ඩිඔක්සිරයිබොනියුක්ලික් අම්ලය සෑදී ඇත, ඒ සඳහා DNA යනු සුප්‍රසිද්ධ කෙටි යෙදුමකි.

DNA ව්යුහය.

DNA අණුව ජීවියාගේ වර්ධනයේ සහ වර්ධනයේ ක්‍රියාවලියේ ආරම්භක ලක්ෂ්‍යය ලෙස සේවය කරයි. රූපයේ. රූප සටහන 2 හි දැක්වෙන්නේ ප්‍රත්‍යාවර්ත ආරම්භක සංයෝග වර්ග දෙකක් බහු අවයවික දාමයකට ඒකාබද්ධ වන ආකාරයයි; එය සංශ්ලේෂණ ක්‍රමය නොව DNA අණුවක් එකලස් කිරීමේ මූලධර්ම රූප සටහන පෙන්වයි.

අවසාන අනුවාදයේ, පොලිමර් DNA අණුව පැත්තේ රාමුවේ නයිට්‍රජන් අඩංගු විෂම චක්‍ර අඩංගු වේ. එවැනි සංයෝග වර්ග හතරක් DNA සෑදීමට සම්බන්ධ වන අතර, ඒවායින් දෙකක් හය-සාමාජික චක්‍ර වන අතර, දෙකක් ඝනීභූත චක්‍ර වේ, එහිදී හය-සාමාජික වළල්ලක් පස්-සාමාජික එකකට විලයනය වේ (රූපය 3).

සහල්. 3. නයිට්‍රජන් අඩංගු විෂම චක්‍රවල ව්‍යුහය, DNA වල කොටසක් වන

එකලස් කිරීමේ දෙවන අදියරේදී, ඉහත පෙන්වා ඇති නයිට්‍රජන් අඩංගු විෂම චක්‍රීය සංයෝග ඩිඔක්සිරයිබෝස් හි නිදහස් OH කාණ්ඩවලට එකතු කර බහු අවයවික දාමයේ පැති පෙන්ඩන්ට් සාදයි (රූපය 4).

පොලිමර් දාමයට සවි කර ඇති ඇඩිනීන්, තයිමින්, ගුවානීන් සහ සයිටොසීන් අණු මුල් සංයෝගවල නම්වල මුල් අකුරින් නම් කර ඇත, එනම්, ඒ, ටී, ජීසහ සී.

DNA වල බහු අවයවික දාමයටම නිශ්චිත දිශාවක් ඇත - මානසිකව අණුව දිගේ ඉදිරි සහ ප්‍රතිලෝම දිශාවලට ගමන් කරන විට, දාමය සෑදෙන එකම කණ්ඩායම් විවිධ අනුපිළිවෙලින් මඟ දිගේ හමු වේ. එක් පොස්පරස් පරමාණුවක සිට තවත් දිශාවකට ගමන් කරන විට, පළමුව මාර්ගය දිගේ CH 2 කාණ්ඩයක් ඇත, පසුව CH කණ්ඩායම් දෙකක් (ඔක්සිජන් පරමාණු නොසලකා හැරිය හැක); ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවට ගමන් කරන විට, මෙම කණ්ඩායම්වල අනුපිළිවෙල වනු ඇත. ආපසු හැරවිය (රූපය 5) .

සහල්. 5. DNA වල පොලිමර් දාමයේ දිශානතිය. අමුණා ඇති විෂම චක්‍ර විකල්ප වන අනුපිළිවෙල විස්තර කිරීමේදී, සෘජු දිශාව, එනම් CH 2 කාණ්ඩයේ සිට CH කණ්ඩායම් දක්වා භාවිතා කිරීම සිරිතකි.

ඩීඑන්ඒ කෙඳි දෙකක් ඒකාබද්ධ කළ විට ඒවා සකස් කර ඇති ආකාරය තේරුම් ගැනීමට “නූල් දිශාව” යන සංකල්පයම උපකාරී වන අතර එය ප්‍රෝටීන් සංස්ලේෂණයට සෘජුවම සම්බන්ධ වේ.

මීලඟ අදියරේදී, DNA අණු දෙකක් ඒකාබද්ධ කර, දාමවල ආරම්භය සහ කෙළවර ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවට යොමු වන පරිදි ස්ථානගත කර ඇත. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, දම්වැල් දෙකෙහි විෂම චක්‍ර එකිනෙක මුහුණට මුහුණ ලා යම් ප්‍රශස්ත ආකාරයෙන් පිහිටා ඇත, එනම් හයිඩ්‍රජන් බන්ධන C=O සහ NH 2 කාණ්ඩ යුගල අතර මෙන්ම є N සහ NH= අතර ඇති වන බවයි. විෂම චක්‍රවල ( සෙමී. හයිඩ්‍රජන් බන්ධන). රූපයේ. දම්වැල් දෙක එකිනෙකට සාපේක්ෂව ස්ථානගත වී ඇති ආකාරය සහ විෂම චක්‍ර අතර හයිඩ්‍රජන් බන්ධන ඇති වන ආකාරය රූප සටහන 6 හි දැක්වේ. වඩාත්ම වැදගත් විස්තරය වන්නේ හයිඩ්රජන් බන්ධන මගින් සම්බන්ධ වූ යුගල දැඩි ලෙස අර්ථ දක්වා ඇත: ඛණ්ඩනය ඒසමඟ සැමවිටම අන්තර් ක්‍රියා කරයි ටී, සහ ඛණ්ඩනය ජී- සෑම විටම සමඟ සී. මෙම කණ්ඩායම්වල දැඩි ලෙස නිර්වචනය කර ඇති ජ්‍යාමිතිය මෙම යුගල එකිනෙකාට අතිශයින් නිවැරදිව ගැලපේ (අගුලකට යතුරක් වැනි), යුගලයක්. හිදීහයිඩ්රජන් බන්ධන දෙකකින් සම්බන්ධ වන අතර, යුගලය G-C- සම්බන්ධතා තුනක්.

හයිඩ්‍රජන් බන්ධන සාමාන්‍ය සංයුජතා බන්ධනවලට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස දුර්වල ය, නමුත් සම්පූර්ණ බහු අවයවික අණුව දිගේ ඒවායේ විශාල සංඛ්‍යාව නිසා දාම දෙකේ සම්බන්ධතාවය තරමක් ශක්තිමත් වේ. DNA අණුවක කණ්ඩායම් දස දහස් ගණනක් අඩංගු වේ ඒ, ටී, ජීසහ සීසහ එක් පොලිමර් අණුවක් තුළ ඒවායේ ප්‍රත්‍යාවර්තයේ අනුපිළිවෙල වෙනස් විය හැකිය, නිදසුනක් ලෙස, දාමයේ යම් කොටසක අනුපිළිවෙල මේ ආකාරයට විය හැකිය: - ඒ-ඒ-ටී-ජී-සී-ජී-ඒ-ටී-. අන්තර්ක්‍රියා කරන කණ්ඩායම් දැඩි ලෙස අර්ථ දක්වා ඇති බැවින්, දෙවන බහු අවයවික අණුවේ ප්‍රතිවිරුද්ධ කොටසට අවශ්‍යයෙන්ම අනුපිළිවෙල ඇත - ටී-ටී-ඒ-සී-ජී-සී-ටී-ඒ-. මේ අනුව, එක් දාමයක විෂම චක්‍ර සැකසීමේ අනුපිළිවෙල දැන ගැනීමෙන් කෙනෙකුට ඒවා වෙනත් දාමයක ස්ථානගත කළ හැකිය. මෙම ලිපි හුවමාරුව අනුව ද්විත්ව DNA අණුවක ඇති මුළු කණ්ඩායම් ගණන ඒකණ්ඩායම් ගණනට සමාන වේ ටී, සහ කණ්ඩායම් ගණන ජී- ප්රමාණය සී(E. Chargaff ගේ නියමය).

හයිඩ්‍රජන් බන්ධන මගින් සම්බන්ධ වූ DNA අණු දෙකක් රූපයේ දැක්වේ. 5 පැතලි දම්වැල් දෙකක ස්වරූපයෙන්, නමුත් යථාර්ථයේ දී ඒවා වෙනස් ලෙස සකස් කර ඇත. බන්ධන කෝණ සහ සංකෝචනය වන හයිඩ්‍රජන් අන්තර්ක්‍රියා මගින් තීරණය කරනු ලබන සියලුම බන්ධනවල අවකාශයේ සත්‍ය දිශාව, බහු අවයවික දාමවල යම් නැමීමකට සහ විෂම චක්‍ර තලයේ භ්‍රමණයකට තුඩු දෙයි, එය දළ වශයෙන් රූපයේ පළමු වීඩියෝ ඛණ්ඩයේ පෙන්වා ඇත. 7 ව්‍යුහාත්මක සූත්‍රය භාවිතා කරයි. සම්පූර්ණ අවකාශීය ව්‍යුහය වඩාත් නිවැරදිව ප්‍රකාශ කළ හැක්කේ ත්‍රිමාණ ආකෘති ආධාරයෙන් පමණි (රූපය 7, දෙවන වීඩියෝ ඛණ්ඩය). මෙම අවස්ථාවේ දී, සංකීර්ණ චිත්‍රයක් පැන නගී, එබැවින් සරල කළ රූප භාවිතා කිරීම සිරිතකි, ඒවා න්‍යෂ්ටික අම්ලවල ව්‍යුහය නිරූපණය කිරීමේදී විශේෂයෙන් බහුලව භාවිතා වේ. ප්රෝටීන්. න්‍යෂ්ටික අම්ල සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, බහු අවයවික දාම පැතලි රිබන් ආකාරයෙන් සහ විෂම චක්‍රීය කණ්ඩායම් ලෙස නිරූපණය කෙරේ. ඒ, ටී, ජීසහ සී- පැති දඬු හෝ සරල සංයුජතා පහර ආකාරයෙන්, විවිධ වර්ණ ඇති, හෝ අවසානයේ අනුරූප විෂම චක්‍රවල අකුරු තනතුරු අඩංගු වේ (රූපය 7, තෙවන වීඩියෝ ඛණ්ඩය).

සම්පූර්ණ ව්‍යුහයම සිරස් අක්ෂය වටා කරකවන විට (රූපය 8), සිලින්ඩරයේ මතුපිට තුවාල වූවාක් මෙන් පොලිමර් අණු දෙකක හෙලික්සීය හැඩය පැහැදිලිව දැකගත හැකිය; මෙය DNA හි සුප්‍රසිද්ධ ද්විත්ව හෙලික්සයයි.

එවැනි සරල කළ රූපයක් සමඟ, ප්රධාන තොරතුරු අතුරුදහන් නොවේ - කණ්ඩායම් විකල්ප අනුපිළිවෙල ඒ, ටී, ජීසහ සී, එක් එක් ජීවියාගේ පෞද්ගලිකත්වය තීරණය කරන, සියලු තොරතුරු අකුරු හතරක කේතයක් තුළ සටහන් කර ඇත.

පොලිමර් දාමයේ ව්‍යුහය සහ විෂම චක්‍ර වර්ග හතරක අනිවාර්ය පැවැත්ම ජීව ලෝකයේ සියලුම නියෝජිතයින්ට සමාන වේ. සියලුම සතුන් සහ ඉහළ ශාක යුගල ගණන ඇත ඒ – ටීසෑම විටම යුවළකට වඩා තරමක් වැඩි ය ජී – සී. ක්ෂීරපායී DNA සහ ශාක DNA අතර වෙනස වන්නේ ක්ෂීරපායීන්ට යුගලයක් තිබීමයි ඒ – ටීදාමයේ සම්පූර්ණ දිග දිගේ යුගලයට වඩා තරමක් නිතර (ආසන්න වශයෙන් 1.2 වතාවක්) සිදු වේ ජී – සී. ශාක සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, පළමු යුගල සඳහා මනාපය වඩාත් කැපී පෙනේ (ආසන්න වශයෙන් 1.6 ගුණයක්).

DNA අද දන්නා විශාලතම බහු අවයවික අණු වලින් එකකි; සමහර ජීවීන් තුළ, එහි බහු අවයවික දාමය ඒකක මිලියන සිය ගණනකින් සමන්විත වේ. එවැනි අණුවක දිග සෙන්ටිමීටර කිහිපයක් කරා ළඟා වන අතර එය අණුක වස්තූන් සඳහා ඉතා විශාල අගයක් වේ. නිසා අණුවේ හරස්කඩ 2 nm (1 nm = 10-9 m) පමණක් වන බැවින්, එහි අනුපාතය කිලෝමීටර් දස දහස් ගණනක් දිග දුම්රිය මාර්ගයක් සමඟ සැසඳිය හැක.

DNA වල රසායනික ගුණ.

ජලයේ, DNA දුස්ස්රාවී ද්‍රාවණ සාදයි; එවැනි ද්‍රාවණ 60 ° C දක්වා රත් කළ විට හෝ ක්ෂාර වලට නිරාවරණය වන විට, ද්විත්ව හෙලික්ස් සංරචක දාම දෙකකට කැඩී යයි, අපි නැවත මුල් තත්වයන්ට ගියහොත් එය නැවත ඒකාබද්ධ කළ හැකිය. තරමක් ආම්ලික තත්ත්‍වයන් යටතේ, ජල විච්ඡේදනය සිදු වන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස –P-O-CH 2 කොටස් පිළිවෙළින් –P-OH සහ HO-CH 2 කොටස් සෑදීමට අර්ධ වශයෙන් බිඳී, මොනොමරික්, ඩිමරික් (ද්විත්ව) සෑදීමට හේතු වේ. ) හෝ ට්‍රයිමරික් (ත්‍රිත්ව) අම්ල, DNA දාමය එකලස් කරන ලද සබැඳි වේ (රූපය 9).

සහල්. 9. DNA ඛණ්ඩනය මගින් ලබා ගන්නා කොටස්.

ගැඹුරු ජල විච්ඡේදනය මඟින් ඩිඔක්සිරයිබෝස් කොටස් පොස්පරික් අම්ලයෙන් වෙන් කිරීමට හැකි වේ. ජී deoxyribose වලින්, එනම්, DNA අණුව එහි සංඝටක සංරචක වලට වඩාත් විස්තරාත්මකව විසුරුවා හරින්න. ප්‍රබල අම්ලවල ක්‍රියාකාරිත්වය යටතේ (කැබැලි දිරාපත්වීමට අමතරව –P(O)-O-CH 2 -), කණ්ඩායම් ද බෙදී යයි. ඒසහ ජී. අනෙකුත් ප්රතික්රියාකාරකවල ක්රියාකාරිත්වය (උදාහරණයක් ලෙස, හයිඩ්රසීන්) කණ්ඩායම් වෙන් කිරීමට හැකි වේ ටීසහ සී. අග්න්‍යාශයෙන් හුදකලා වූ ඩිඔක්සිරයිබොනියුක්ලීස් (අවසානය -) ජීව විද්‍යාත්මක සූදානමක් භාවිතයෙන් DNA සංරචක වලට වඩාත් සියුම් ලෙස බෙදීම සිදු කෙරේ. azaසෑම විටම ද්රව්යය ජීව විද්යාත්මක සම්භවයක් ඇති උත්ප්රේරකයක් බව පෙන්නුම් කරයි - එන්සයිම). නමේ මුල් කොටස වන්නේ deoxyribonuclease- මෙම එන්සයිමය බිඳවැටෙන්නේ කුමන සංයෝගද යන්න දක්වයි. DNA කැඩීමේ මෙම සියලු ක්‍රම අවධානය යොමු කර ඇත්තේ, ප්‍රථමයෙන්, එහි සංයුතිය පිළිබඳ සවිස්තරාත්මක විශ්ලේෂණයක් මත ය.

DNA අණුවක අඩංගු වැදගත්ම තොරතුරු වන්නේ කණ්ඩායම්වල ප්‍රත්‍යාවර්ත අනුපිළිවෙලයි ඒ, ටී, ජීසහ සී, එය විශේෂයෙන් දියුණු තාක්ෂණික ක්රම භාවිතයෙන් ලබා ගනී. මෙම කාර්යය සඳහා, DNA අණුවේ දැඩි ලෙස නිර්වචනය කරන ලද අනුපිළිවෙලක් සොයා ගන්නා පුළුල් පරාසයක එන්සයිම නිර්මාණය කර ඇත, උදාහරණයක් ලෙස, සී-ටී-ජී-සී-ඒ-ජී(මෙන්ම ප්රතිවිරුද්ධ දාමයේ අනුරූප අනුපිළිවෙල ජී-ඒ-සී-ජී-ටී-සී) සහ දාමයෙන් එය හුදකලා කරන්න. මෙම ගුණාංගය Pst I (වෙළඳ නාමය, එය සෑදී ඇත්තේ එම ක්ෂුද්‍ර ජීවියාගේ නමෙන්) එන්සයිමය සතුය. පී rovidencia ශාන්ත uartii, මෙම එන්සයිමය ලබා ගන්නා). තවත් එන්සයිම Pal I භාවිතා කරන විට, එය අනුපිළිවෙල සොයාගත හැකිය ජී-ජී-සී-සී. ඊළඟට, පූර්ව-සංවර්ධිත යෝජනා ක්රමයට අනුව විවිධ එන්සයිමවල පුළුල් පරාසයක ක්රියාකාරිත්වයෙන් ලබාගත් ප්රතිඵල සංසන්දනය කරනු ලැබේ, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස යම් DNA අංශයක් මත එවැනි කණ්ඩායම්වල අනුපිළිවෙල තීරණය කළ හැකිය. දැන් එවැනි ශිල්පීය ක්‍රම පුළුල් ලෙස භාවිතා කිරීමේ වේදිකාවට ගෙනැවිත් ඇත; ඒවා විද්‍යාත්මක ජෛව රසායනික පර්යේෂණවලින් ඈත්ව විවිධ ක්ෂේත්‍රවල භාවිතා වේ, නිදසුනක් ලෙස, ජීවීන්ගේ නටබුන් හඳුනා ගැනීම හෝ සම්බන්ධතාවයේ මට්ටම තහවුරු කිරීම.

RNA ව්යුහය

බොහෝ ආකාරවලින් DNA සිහිගන්වයි, වෙනස වන්නේ ප්‍රධාන දාමයේ පොස්පරික් අම්ල කොටස් රයිබෝස් සමඟ ප්‍රත්‍යාවර්ත වන අතර ඩිඔක්සිරයිබෝස් සමඟ නොවේ (රූපය). දෙවන වෙනස නම් uracil heterocycle ( යූ thymine වෙනුවට ( ටී), අනෙකුත් විෂම චක්‍ර ඒ, ජීසහ සී DNA සඳහා සමාන වේ. රූපයේ දැක්වෙන මුද්දට සම්බන්ධ මෙතිල් කාණ්ඩයක් නොමැති විට යුරේසිල් තයිමින්ට වඩා වෙනස් වේ. 10 මෙම මෙතිල් කාණ්ඩය රතු පැහැයෙන් උද්දීපනය කර ඇත.

සහල්. 10. යුරේසිල් සිට තයිමින් වෙනස- දෙවන සංයෝගයේ මෙතිල් කාණ්ඩයක් නොමැති වීම, තයිමින් වල රතු පැහැයෙන් ඉස්මතු කර ඇත.

RNA අණුවක කොටසක් රූපයේ දැක්වේ. 11, කණ්ඩායම් අනුපිළිවෙල ඒ, යූ, ජීසහ සී, සහ ඔවුන්ගේ ප්රමාණාත්මක අනුපාතය වෙනස් විය හැක.

රූපය 11. RNA අණුවක ඛණ්ඩනය. DNA වලින් ඇති ප්‍රධාන වෙනස වන්නේ රයිබෝස් (රතු) සහ යුරැසිල් කැබැල්ලක් (නිල්) වල OH කාණ්ඩ තිබීමයි.

RNA වල බහු අවයවික දාමය DNA වලට වඩා දස ගුණයකින් කෙටි වේ. අතිරේක වෙනසක් නම්, RNA අණු අණු දෙකකින් සමන්විත ද්විත්ව හෙලිකවලට ඒකාබද්ධ නොවන නමුත් සාමාන්‍යයෙන් තනි අණුවක් ලෙස පවතින අතර, සමහර ප්‍රදේශවල එය රේඛීය කොටස් සමඟ ප්‍රත්‍යාවර්තව ද්විත්ව නූල් හෙලික්සීය කොටස් සෑදිය හැකිය. හෙලික්සීය කලාපවල, යුගලවල අන්තර්ක්‍රියා DNA වල මෙන් දැඩි ලෙස නිරීක්ෂණය කෙරේ. හයිඩ්‍රජන් බන්ධන මගින් සම්බන්ධ වී හෙලික්ස් සාදමින් යුගල ( ඒ-යූසහ ජී-සී), කණ්ඩායම්වල සැකැස්ම එවැනි අන්තර්ක්‍රියා සඳහා හිතකර බවට පත්වන ප්‍රදේශවල පෙනී සිටින්න (රූපය 12).

ජීවී ජීවීන්ගෙන් අතිමහත් බහුතරයක් සඳහා, යුගලවල ප්රමාණාත්මක අන්තර්ගතය ඒ-යූවැඩියෙන් ජී-සී, ක්ෂීරපායීන් 1.5-1.6 වාරයක්, ශාක - 1.2 ගුණයක්. ජීවියෙකු තුළ විවිධ භූමිකාවන් ඇති RNA වර්ග කිහිපයක් තිබේ.

RNA හි රසායනික ගුණාංග

DNA වල ගුණ වලට සමාන වේ, කෙසේ වෙතත්, රයිබෝස් වල අමතර OH කාණ්ඩ පැවතීම සහ ස්ථායී හෙලික්සීය කලාපවල අඩු (ඩීඑන්ඒ හා සසඳන විට) අන්තර්ගතය නිසා RNA අණු රසායනිකව වඩාත් අවදානමට ලක් වේ. අම්ල හෝ ක්ෂාර වල ක්‍රියාකාරිත්වය යටතේ, P(O)-O-CH2 පොලිමර් දාමයේ ප්‍රධාන කොටස් පහසුවෙන් ජල විච්ඡේදනය වේ, කණ්ඩායම් ඒ, යූ, ජීසහ සීවඩාත් පහසුවෙන් බිඳ දමන්න. මොනොමරික් කොටස් ලබා ගැනීමට අවශ්‍ය නම් (රූපය 9 වැනි) රසායනිකව සම්බන්ධ වූ විෂම චක්‍ර රඳවා තබා ගන්නා අතරම, රයිබොන්කියුලේස් නම් සියුම් එන්සයිම භාවිතා වේ.

ප්‍රෝටීන් සංස්ලේෂණය සඳහා DNA සහ RNA සහභාගී වීම

- න්යෂ්ටික අම්ලවල ප්රධාන කාර්යයන්ගෙන් එකකි. ප්‍රෝටීන යනු සෑම ජීවියෙකුගේම වැදගත්ම අංගයකි. ක්ෂීරපායීන්ගේ මාංශ පේශි, අභ්‍යන්තර අවයව, අස්ථි පටක, සම සහ හිසකෙස් සමන්විත වේ ප්රෝටීන්. මේවා විවිධ ඇමයිනෝ අම්ල වලින් ජීවියෙකු තුළ එකලස් කරන ලද පොලිමර් සංයෝග වේ. එවැනි එකලස් කිරීමේදී, න්‍යෂ්ටික අම්ල පාලන භූමිකාවක් ඉටු කරයි; ක්‍රියාවලිය අදියර දෙකකින් සිදු වන අතර, ඒ සෑම එකක් තුළම තීරණය කරන සාධකය වන්නේ DNA සහ RNA වල නයිට්‍රජන් අඩංගු විෂම චක්‍රවල අන්‍යෝන්‍ය දිශානතියයි.

DNA වල ප්‍රධාන කර්තව්‍යය වන්නේ ප්‍රෝටීන් සංස්ලේෂණය ආරම්භ වන මොහොතේ වාර්තාගත තොරතුරු ගබඩා කිරීම සහ එය සැපයීමයි. මේ සම්බන්ධයෙන්, RNA හා සසඳන විට DNA වල රසායනික ස්ථායීතාවය වැඩි වීම තේරුම් ගත හැකිය. ස්වභාවධර්මය මූලික තොරතුරු හැකිතාක් උල්ලංඝනය කළ නොහැකි ලෙස තබා ගැනීමට වගබලා ගෙන ඇත.

පළමු අදියරේදී, ද්විත්ව හෙලික්ස් හි කොටසක් විවෘත වේ, නිදහස් කරන ලද ශාඛා අපසරනය සහ කණ්ඩායම් වශයෙන් ඒ, ටී, ජීසහ සී, ප්‍රවේශ විය හැකි බවට පත් වූ අතර, ආර්එන්ඒ සංස්ලේෂණය ආරම්භ වේ, එය මැසෙන්ජර් ආර්එන්ඒ ලෙස හැඳින්වේ, මන්ද එය අනුකෘතියේ පිටපතක් ලෙස අනාවරණය වූ ඩීඑන්ඒ කොටසේ සටහන් කර ඇති තොරතුරු නිවැරදිව ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කරයි. කණ්ඩායමට විරුද්ධයි ඒ, DNA අණුවට අයත්, සමූහය අඩංගු අනාගත පණිවිඩකරු RNA කොටසක් ඇත. යූ, DNA ද්විත්ව හෙලික්ස් (රූපය 13) සෑදීමේදී මෙය සිදුවන්නේ කෙසේද යන්නට අනුකූලව අනෙකුත් සියලුම කණ්ඩායම් එකිනෙකට ප්‍රතිවිරුද්ධව පිහිටා ඇත.

මෙම යෝජනා ක්‍රමයට අනුව, මොනෝමර් ඒකක දහස් ගණනක් අඩංගු මැසෙන්ජර් ආර්එන්ඒ හි බහු අවයවික අණුවක් සෑදී ඇත.

දෙවන අදියරේදී, DNA සැකිල්ල සෛල න්‍යෂ්ටියේ සිට පරිනියුක්ලියර් අවකාශයට - සයිටොප්ලාස්මයට ගමන් කරයි. ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන පණිවිඩකරු RNA විවිධ ඇමයිනෝ අම්ල රැගෙන යන (ප්‍රවාහනය කරන) ඊනියා හුවමාරු RNA සමඟ ඇත. නිශ්චිත ඇමයිනෝ අම්ලයකින් පටවා ඇති සෑම හුවමාරු RNA එකක්ම, පණිවිඩකරු RNA හි දැඩි ලෙස තීරණය කළ කලාපයකට ළඟා වේ; කණ්ඩායම් අන්තර් සම්බන්ධතා මූලධර්මයම භාවිතයෙන් අපේක්ෂිත ස්ථානය අනාවරණය වේ. ඒ

වැදගත් විස්තරයක් නම්, පණිවිඩකරු සහ හුවමාරු RNA අතර තාවකාලික අන්තර්ක්‍රියා සිදුවන්නේ කණ්ඩායම් තුනකින් පමණි, උදාහරණයක් ලෙස, ත්‍රිත්වය සී-සී-යූ matrix අම්ලය, අනුරූප ත්රිත්ව පමණක් සුදුසු විය හැක ජී-ජී-ඒ RNA මාරු කරන්න, එය නිසැකවම ඇමයිනෝ අම්ල ග්ලයිසීන් රැගෙන යයි (රූපය 14). ත්‍රිත්වයටද එසේමය ජී-ඒ-යූසෙට් එකකට විතරයි ලගට එන්න පුලුවන් සී-යූ-ඒ, ඇමයිනෝ අම්ල ලියුසීන් පමණක් ප්රවාහනය කිරීම. මේ අනුව, පණිවිඩකරු RNA හි කණ්ඩායම් අනුපිළිවෙල පෙන්නුම් කරන්නේ ඇමයිනෝ අම්ල කුමන අනුපිළිවෙලකට ඒකාබද්ධ කළ යුතුද යන්නයි. මීට අමතරව, පද්ධතිය කේතනය කරන ලද ආකාරයෙන් අතිරේක නියාමන නීති අඩංගු වේ; පණිවිඩකරු RNA කණ්ඩායම් තුනකින් සමහර අනුපිළිවෙලින් පෙන්නුම් කරන්නේ ප්‍රෝටීන් සංස්ලේෂණය මෙම ස්ථානයේ නතර විය යුතු බවයි, එනම්. අණුව අවශ්ය දිගට ළඟා වී ඇත.

රූපයේ දැක්වේ. 14 ප්‍රෝටීන් සංස්ලේෂණය තවත් එකක සහභාගීත්වයෙන් සිදු වේ - තුන්වන වර්ගයේ RNA අම්ල; ඒවා රයිබසෝමවල කොටසක් වන අතර එබැවින් ඒවා රයිබසෝමල් ලෙස හැඳින්වේ. ඇතැම් රයිබසෝම ආර්එන්ඒ ප්‍රෝටීන සමූහයක් වන රයිබසෝම, පණිවිඩකරුගේ අන්තර් ක්‍රියාකාරිත්වය සහතික කරන අතර, ඇමයිනෝ අම්ල දෙකක් සම්බන්ධ වීමෙන් පසු එක් පියවරකට පසු පණිවිඩකරු ආර්එන්ඒ චලනය කරන වාහක පටියක කාර්යභාරය ඉටු කරයි.

රූපයේ දැක්වෙන අදියර දෙකක යෝජනා ක්රමයේ ප්රධාන අර්ථය. 13 සහ 14, යනු ප්‍රෝටීන් අණුවක බහු අවයවික දාමය විවිධ ඇමයිනෝ අම්ල වලින් අපේක්ෂිත අනුපිළිවෙලට සහ දැඩි ලෙස DNA හි යම් කොටසක සංකේතාත්මක ආකාරයෙන් ලියා ඇති සැලැස්මට අනුව එකලස් කර ඇති බවයි. මේ අනුව, DNA මෙම සම්පූර්ණ වැඩසටහන්ගත ක්‍රියාවලියේ ආරම්භක ලක්ෂ්‍යය නියෝජනය කරයි.

ජීවන ක්‍රියාවලියේදී, ප්‍රෝටීන නිරන්තරයෙන් පරිභෝජනය කරන අතර, එම නිසා ඒවා විස්තර කර ඇති යෝජනා ක්‍රමයට අනුව නිතිපතා ප්‍රතිනිෂ්පාදනය වේ; ඇමයිනෝ අම්ල සිය ගණනකින් සමන්විත ප්‍රෝටීන් අණුවක සම්පූර්ණ සංස්ලේෂණය, ආසන්න වශයෙන් මිනිත්තුවක් ඇතුළත ජීවියෙකු තුළ සිදු වේ.

න්‍යෂ්ටික අම්ල පිළිබඳ පළමු අධ්‍යයනය 19 වන සියවසේ දෙවන භාගයේදී සිදු කරන ලද අතර, ජීවී ජීවියෙකු පිළිබඳ සියලු තොරතුරු DNA තුළ සංකේතනය කර ඇති බව වටහා ගැනීම 20 වන සියවසේ මැද භාගයේදී පැමිණියේය, DNA ද්විත්ව හෙලික්සයේ ව්‍යුහය ස්ථාපිත කරන ලදී. 1953 J. Watson සහ F. Crick විසින් දත්ත X-ray විවර්තන විශ්ලේෂණය මත පදනම්ව, 20 වන සියවසේ විශාලතම විද්‍යාත්මක ජයග්‍රහණය ලෙස පිළිගැනේ. 20 වන සියවසේ 70 ගණන්වල මැද භාගයේදී. න්‍යෂ්ටික අම්ලවල සවිස්තරාත්මක ව්‍යුහය විකේතනය කිරීමේ ක්‍රම දර්ශනය වූ අතර ඉන් පසුව, ඒවායේ ඉලක්කගත සංස්ලේෂණය සඳහා ක්‍රම සංවර්ධනය කරන ලදී. අද වන විට න්‍යෂ්ටික අම්ල සම්බන්ධ ජීවී ජීවීන් තුළ සිදුවන සියලුම ක්‍රියාවලීන් පැහැදිලි නොවන අතර අද මෙය විද්‍යාවේ වේගයෙන්ම දියුණු වන ක්ෂේත්‍රවලින් එකකි.

මිහායිල් ලෙවිට්ස්කි