Обмен нуклеиновых кислот. Изучение метаболизма НК имеет огромное значение для глубокого понимания процессов жизнедеятельности организмов. НК подразделяются на ДНК и и РНК. Вспомним их строение. ДНК – это биополимеры в состав которых входят остатки дизоксирибозы, пиримидиновых и пуриновых оснований и фосфорной кислоты. Цитозин тимин аденин гуанин
Нуклеозиды образованы из молекулы дезоксирибозы и одного из четырех азотистых оснований. Дезоксицитидин; дезокситимидин; Дезоксиаденозин; дезоксигуанозин В нуклеотидах в положении 3 дезоксирибозного цикла имеется остаток фосфорной кислоты (д ЦМФ; д ТМФ; д АМФ; д ГМФ). Молекулы ДНК образуются связыванием строго определенных нуклеотидов между собой через остаток фосфорной кислоты и 5 -углеродного атома дезоксирибозного кольца. РНК – биополимеры в состав молекул которых входят остатки рибозы, поримидиновых и пуриновых оснований и фосфорной кислоты. Цитозин; тимин; аденин; гуанин Нуклеозиды: цитидин уридин; аденозин; гуанозин. ДНК отличается от РНК рибозой и дезоксирибозой, а так же: в ДНК входит- тимин в РНК входит урацил.
Распад нуклеиновых кислот. НК (РНК и ДНК) распадаются в организме при посредстве особых ферментов – нуклеаз. Они ускоряют реакции разрыва межнуклеотидных фосфодиэфирных связей в молекулах нуклеиновых кислот и принадлежат, следовательно, к более широкой категории ферментов – фосфдиэстераз. Нуклеазы, действующие на внутренние межнуклеотидные связи в молекулах ДНК и РНК, называют эндануклеазами. При их участии осуществляются деполимеризация НК в основном до олигонуклеотидов. Нуклеазы, ускоряющие реакции последовательного отщепления нуклеотидов от РНК и ДНК или их фрагментов, начиная с конца полинуклеотидной цепи, называют экзонуклеазами. Они обеспечивают распад НК до свободных нуклеотидов. Существуют рибонуклеазы, и дезоксирибонуклеазы, действующие специфически соответственно на РНК и ДНК. Вместе с тем существуют и не специфические эндо- и экзонуклеазы.
Фосфодиэстеразы. Нуклеазы Экдонуклеазы 1. Специфические А) рибонуклеазы Б) дизоксирибонуклеазы 1. Неспецифические А) 31 – нуклеазы 51 – нуклеазы Дециклизующие фосфодиэстеразы Экзонуклеазы 1. Специфические Фосфодиэстеразы Фосфодиэса ) рибонуклеазы гидролизующие теразы гидб) дисоксирибонук- 31, 51 -нуклеозид ролизующие леазы монофосфаты 2 1, 31 –нукле 2. Неспецифические зид монофос31 – нуклеазы фаты. 51 - нуклеазы
Нуклеазы находятся как внутри клетки, так и вне клетки. Они различны по механизму действия: часть из них принадлежит к классу трансфераз, часть – гидролаз. урацил Эндорибонуклеаза (полирибонуклеотид-2 олигонуклеотидофосфаттрансфераза) урацил гуанин Н 2 О Фрагмент РНК Рибонуклеаза урацил Происходит перенос остатка фосфорной кислоты с положения 21 на 31. Это дециклизующая фострансферазная реакция
Механизм действия эндорибонуклеазы. пиримидин цепь пирамидин эндорибонуклеаза основание остаток гистидина основание цепь
В природе существует несколько видов эндорибонуклеаз. И все они практически относятся к классу фосфотранфераз. Эндорибонуказы - гидролазы в природе представлены очень слабо. Следовательно распад внутренних связей в молекулах РНК идет главным образом за счет фосфтрансферазной реакции. Однако эндодезоксирибонуклеазы весьма многочисленны: Дезоксирибонуклеаза -1 А) ДНК + ( n -1) Н 2 О n дезоксинуклеотид – 51 - фосфатов. Дезоксирибонуклеаза-2 Б) ДНК + ( n -1) Н 2 О n дезоксинуклеотид– 31 – фосфат. Гидролизами являются также все экзонуклеазы. Они ускоряют реакции последовательного гидрометического отщепления концевых нуклеотидов от РНК, ДНК или их фрагментов, полученных в результате действия эндонуклеоз. Т. О. в результате деятельности разнообразных нуклеоз нуклеиновые кислоты при распаде дают сложную смесь индивидуальных рибо- и дезоксирибонуклеозид – 31 и 51 - фосфатов, которые далее распадаются до более простых соединений. (3/ -нуклеотидаза) 1. Нуклеотид + Н 2 О нуклеозид + H 3 PO 4 (гуанозин-3/-фосфат) (гуанозин) фосфорилаза 2. Нуклеозид + Рибоза и дезокси- + основание рибозофосфат уридин + уридинфосфорилаза Рибозофосфат-1+ урацил (уридин-ортофосфатриболилтрансфераза)
нуклеозидаза 3. Нуклеозид + Н 2 О Аденозин + Н 2 О основание +углевод. аденин + рибоза. N – рибозилпуринрибогидролаза
Распад пуриновых и пиримидиновых оснований. Пурины расщепляются до мочевой кислоты, которая выводится из организма. Этот процесс типичен для млекопитающих в том числе и для человека), птиц и пресмыкающихся. Для других млекопитающих продуктом деградации пуринов является аллонтоин. В организме рыб расщепляется до мочевины. адекинамино гидролаза H 2 O гипоксантин гуанинами- ксантиноксида- но гидролаза за ксантин Аллантоиновая кислота мочевая к-та аллонтоин глиоксиловая кислота Пиримидины обычно расщепляются до аммиака, СО 2 и - аминокислоты.
цитозинаминогидролаза цитозин урацил дигидроурацилдегидрогеназа дигидропиримидиназа N-карбамил- -аланин дигидроурацил -аланин карбаминовая кислота В случае распада тимина образуется -аминоизомасляная кислота
Скачать презентацию Обмен нуклеиновых кислот Изучение метаболизма НК имеет огромное
Лекция 13Обмен нуклеиновых кислот.ppt