Nuklein turşuları, xüsusən də DNT elmdə kifayət qədər məşhurdur. Bu, onların irsi məlumatların saxlanması və ötürülməsinin asılı olduğu hüceyrənin maddələri olması ilə izah olunur. Hələ 1868-ci ildə F. Miescher tərəfindən kəşf edilən DNT, açıq turşu xassələri olan bir molekuldur. Alim onu leykositlərin nüvələrindən - immun sisteminin hüceyrələrindən təcrid edib. Növbəti 50 il ərzində nuklein turşularının tədqiqi sporadik olaraq aparıldı, çünki əksər biokimyaçılar zülalları irsi əlamətlər üçün cavabdeh olan əsas üzvi maddələr hesab edirdilər.
1953-cü ildə Watson və Crick tərəfindən DNT-nin strukturunun deşifrə edilməsindən sonra ciddi tədqiqatlar başladı və bu araşdırmalar nəticəsində məlum oldu ki, dezoksiribonuklein turşusu bir polimerdir, nukleotidlər isə DNT monomeri rolunu oynayır. Onların növləri və quruluşu bu işdə tərəfimizdən öyrəniləcək.
Nükleotidlər irsi məlumatın struktur vahidləri kimi
Canlı maddənin əsas xüsusiyyətlərindən biri həm hüceyrənin, həm də bütün orqanizmin quruluşu və funksiyaları haqqında məlumatların qorunması və ötürülməsidir.ümumiyyətlə. Bu rolu dezoksiribonuklein turşusu oynayır və DNT monomerləri - nukleotidlər irsiyyət maddəsinin unikal quruluşunun qurulduğu bir növ "kərpicdir". Gəlin nuklein turşusu supercoil yaradarkən vəhşi təbiətin hansı əlamətləri rəhbər tutduğunu nəzərdən keçirək.
Nükleotidlər necə əmələ gəlir
Bu suala cavab vermək üçün bizə üzvi kimya haqqında müəyyən bilik lazımdır. Xüsusilə xatırlayırıq ki, təbiətdə monosaxaridlərlə - pentozalarla (dezoksiriboza və ya riboza) birləşmiş azot tərkibli heterosiklik qlikozidlər qrupu mövcuddur. Onlara nukleozidlər deyilir. Məsələn, adenozin və digər növ nukleozidlər hüceyrənin sitozolunda mövcuddur. Ortofosfor turşusu molekulları ilə esterləşmə reaksiyasına girirlər. Bu prosesin məhsulları nukleotidlər olacaqdır. Hər bir DNT monomerinin və dörd növü var, guanin, timin və sitozin nukleotidləri kimi bir ad var.
DNT-nin purin monomerləri
Biokimyada DNT monomerlərini və onların strukturunu iki qrupa ayıran təsnifat qəbul edilir: məsələn, adenin və quanin nukleotidləri purindir. Onların tərkibində C5H4N44 formuluna malik üzvi maddə olan purin törəmələri var.. Quanin nukleotidi olan DNT monomeri həmçinin beta konfiqurasiyasında N-qlikozid bağı ilə dezoksiriboza ilə əlaqəli purin azotlu əsası ehtiva edir.
Pirimidin nukleotidləri
Azotlu əsaslar,sitidin və timidin adlanan üzvi maddə pirimidin törəmələridir. Onun düsturu C4H4N2-dir. Molekul iki azot atomundan ibarət altı üzvlü planar heterosikldir. Məlumdur ki, timin nukleotidi əvəzinə rRNT, tRNT və mRNT kimi ribonuklein turşusu molekullarında urasil monomeri olur. Transkripsiya zamanı məlumatın DNT genindən mRNT molekuluna ötürülməsi zamanı sintez olunmuş mRNT zəncirində timin nukleotidi adeninlə, adenin nukleotidi isə urasillə əvəz olunur. Yəni, aşağıdakı rekord ədalətli olacaq: A - U, T - A.
Chargaff qaydası
Əvvəlki bölmədə biz artıq DNT zəncirlərində və gen-mRNT kompleksində monomerlər arasında uyğunluq prinsiplərinə qismən toxunmuşuq. Məşhur biokimyaçı E. Çarqaff dezoksiribonuklein turşusu molekullarının tamamilə unikal xassəsini, yəni onun tərkibindəki adenin nukleotidlərinin sayının həmişə timinə, guaninin isə sitozinə bərabər olduğunu müəyyən etmişdir. Çarqafın prinsiplərinin əsas nəzəri əsasını hansı monomerlərin DNT molekulunu əmələ gətirdiyini və onların hansı fəza quruluşuna malik olduğunu müəyyən edən Uotson və Krikin tədqiqatları təşkil edirdi. Chargaff tərəfindən alınan və tamamlayıcılıq prinsipi adlanan başqa bir nümunə purin və pirimidin əsaslarının kimyəvi əlaqəsini və bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda hidrogen rabitəsi yaratmaq qabiliyyətini göstərir. Bu o deməkdir ki, hər iki DNT zəncirində monomerlərin düzülüşü ciddi şəkildə müəyyən edilir: məsələn, birinci DNT zəncirinin A-nın əksinə ola bilər.yalnız T fərqlidir və onların arasında iki hidrogen bağı yaranır. Quanin nukleotidinin qarşısında yalnız sitozin yerləşə bilər. Bu halda, azotlu əsaslar arasında üç hidrogen bağı yaranır.
Genetik kodda nukleotidlərin rolu
Ribosomlarda baş verən zülal biosintezinin reaksiyasını həyata keçirmək üçün peptidin amin turşusu tərkibi haqqında məlumatın mRNA nukleotid ardıcıllığından amin turşusu ardıcıllığına ötürülməsi mexanizmi mövcuddur. Məlum oldu ki, üç bitişik monomer 20 mümkün amin turşusundan biri haqqında məlumat daşıyır. Bu fenomen genetik kod adlanır. Molekulyar biologiya problemlərinin həllində həm peptidin amin turşusu tərkibini müəyyən etmək, həm də suala aydınlıq gətirmək üçün istifadə olunur: hansı monomerlər DNT molekulunu əmələ gətirir, başqa sözlə, uyğun genin tərkibi nədir. Məsələn, gendəki AAA üçlüyü (kodon) zülal molekulunda amin turşusu fenilalanini kodlayır və genetik kodda mRNT zəncirindəki UUU üçlüyü ilə uyğunlaşacaq.
DNT reduplikasiyası prosesində nukleotidlərin qarşılıqlı təsiri
Daha əvvəl məlum olduğu kimi, struktur vahidlər, DNT monomerləri nukleotidlərdir. Onların zəncirlərdəki xüsusi ardıcıllığı dezoksiribonuklein turşusunun qızı molekulunun sintezi prosesi üçün şablondur. Bu hadisə hüceyrə interfazasının S-mərhələsində baş verir. Yeni DNT molekulunun nukleotid ardıcıllığı prinsip nəzərə alınmaqla DNT polimeraza fermentinin təsiri altında ana zəncirlərdə yığılır.tamamlayıcılıq (A - T, D - C). Replikasiya matris sintezinin reaksiyalarına aiddir. Bu o deməkdir ki, DNT monomerləri və onların ana zəncirlərdəki strukturu əsas, yəni onun uşaq nüsxəsi üçün matris kimi xidmət edir.
Nükleotidin strukturu dəyişə bilərmi
Yeri gəlmişkən deyək ki, dezoksiribonuklein turşusu hüceyrə nüvəsinin çox konservativ quruluşudur. Bunun məntiqi izahı var: nüvənin xromatində saxlanılan irsi məlumat dəyişmədən və təhrif edilmədən kopyalanmalıdır. Yaxşı, hüceyrə genomu daim ətraf mühit amillərinin "silahı altındadır". Məsələn, spirt, narkotik, radioaktiv şüalanma kimi aqressiv kimyəvi birləşmələr. Onların hamısı mutagenlər adlanır, onların təsiri altında hər hansı bir DNT monomeri kimyəvi quruluşunu dəyişə bilər. Biokimyada belə təhrifə nöqtə mutasiyası deyilir. Onların hüceyrə genomunda baş vermə tezliyi olduqca yüksəkdir. Mutasiyalar bir sıra fermentləri ehtiva edən hüceyrə təmiri sisteminin yaxşı işləyən işi ilə düzəldilir.
Onlardan bəziləri, məsələn, restriktazalar, zədələnmiş nukleotidləri "kəsmək", polimerazalar normal monomerlərin sintezini təmin edir, ligazalar genin bərpa olunmuş hissələrini "tikirlər". Əgər nədənsə yuxarıda təsvir edilən mexanizm hüceyrədə işləmirsə və qüsurlu DNT monomeri onun molekulunda qalırsa, mutasiya matris sintezi prosesləri ilə tutulur və fenotipik olaraq xassələri pozulmuş zülallar şəklində özünü göstərir. onlara xas olan zəruri funksiyaları yerinə yetirə bilmirlərhüceyrə mübadiləsi. Bu, hüceyrənin həyat qabiliyyətini azaldan və ömrünü qısaldan ciddi mənfi amildir.
