Нуклеотиды и нуклеиновые кислоты

 

Нуклеиновые кислоты – присутствующие в клетках всех живых организмов биополимеры, которые выполняют важнейшие функции по хранению и передаче генетической информации и участвуют в механизмах ее реализации в процессе синтеза клеточных белков.

Установление состава нуклеиновых кислот путем их последовательного гидролитического расщепления позволяет выделить следующие структурные компоненты.

 

Гетероциклические основания, входящие в состав нуклеиновых кислот (нуклеиновые основания), - это гидрокси- и аминопроизводные пиримидина и пурина. Нуклеиновые кислоты содержат три гетероциклических основания с пиримидиновым циклом (пиримидиновые основания) и два - с пуриновым циклом (пуриновые основания).

 

Контрольные задания

1. Напишите формулы азотистых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот, укажите сходства и отличия ДНК и РНК.
2. Что представляют собой АТФ, АДФ, АМФ? Напишите их формулы. Какова биологическая роль?
3. Напишите схемы образования нуклеозидов, в состав которых входит аденин.
4. Напишите схемы образования нуклеозидов, в состав которых входит гуанин.
5. Напишите схемы образования нуклеозидов: а) 2-дезокситимидина; б) 2-дезоксицитидина.
6. Напишите схемы образования нуклеозидов, в состав которых входит цитозин.
7. Напишите схемы образования уридина.
8. Что такое нуклеотид? Написать схемы образования нуклеозидов и нуклеотидов, в состав которых входят цитозин.
9. Напишите схемы образования нуклеотидов, в состав которых входит аденин.
10. Напишите схемы образования нуклеотидов, в состав которых входит гуанин.
11. Вторичная структура ДНК. Объясните принцип комплементарности на примере тимина и гуанина.
12. Из каких составных частей состоят нуклеиновые кислоты? Напишите соответствующие структурные формулы.
13. Вторичная структура ДНК. Объясните принцип комплементарности на примере аденина и цитозина.

 

 

Низкомолекулярные биорегуляторы

 

Низкомолекулярные биорегуляторы – многочисленная группа физиологически активных соединений, как природных, так и синтетических, выполняющих разнообразные функции в организмах человека и животных, в растениях и микроорганизмах. К ним относят алкалоиды, антибиотики, витамины, терпеноиды, стероиды, и т.д.

Алкалоиды

Алкалоиды — гетероциклические азотсодержащие соединения растительного происхождения, для которых характерна высокая физиологическая активность.

Метилированные ксантины составляют группу пуриновых алкалоидов. К ним относят теофиллин, теобромин, кофеин, они находят широкое применение в медицине, которое основано на их стимулирующем действии на центральную нервную систему и сердце.

Теофиллин содержится в листьях чая, теобромин – в бобах какао, кофеин – в кофе.

Теофиллин и теобромин обладают в большей степени мочегонным и расширяющим сосуды действием.

Кофеин обладает наиболее сильным возбуждающим действием.

Терпены

Терпены объединяют ряд углеводородов и их кислородсодержащих производных — спиртов, альдегидов и кетонов, углеродный скелет которых построен из нескольких звеньев изопрена. Такие углеводороды называются терпеновыми, а их кислородсодержащие производные — терпеноиды. Терпены входят в состав эфирных масел растений (роза, лаванда, лимон), растительных пигментов, жирорастворимых витаминов.

Важные растительные пигменты — каротин и ликопин являются тетратерпеном.

Стероиды

Стероиды — биологически важные вещества, главным образом животного происхождения, являющиеся производными полициклического углеводорода — гонана (старое название — стеран), систематическое название — циклопентанпергидрофенантрен.

В настоящее время известны тысячи соединений стероидной структуры, из которых сотни получены синтетичеки и широко применяются в медицинской практике.

Каждый углеводород — родоначальник группы стероидов, обладающих теми или иными физиологическими функциями.

Производные эстрана — эстрогены (женские половые гормоны).

Производные андростана — андрогены (мужские половые гормоны).

Производные прегнана — гормоны коры надпочечников (кортикосте-роиды).

Производные холана — желчные кислоты.

Производные холестана — стерины.

Антибиотики

Антибиотики - вещества природного или полусинтетического происхождения, подавляющие рост живых клеток.

Антибиотикамив настоящее время называют природные вещества (как правило, микробного, но также растительного и животного происхождения) и продукты их химической модификации, способные в низких концентрациях (10~3—102 мкг/мл) подавлять развитие бактерий, низших грибов, простейших, вирусов или клеток злокачественных опухолей.

Огромное разнообразие антибиотиков и видов их воздействия на организм человека явилось причиной классифицирования и разделения антибиотиков на группы. По характеру воздействия на бактериальную клетку антибиотики можно разделить на две группы:

· бактериостатические (бактерии живы, но не в состоянии размножаться),

· бактерицидные (бактерии погибают, а затем выводятся из организма).

По механизму действия антибиотики можно разделить на 4 основных типа:

· - ингибиторы синтеза бактериальной клеточной стенки,

· - ингибиторы функционирования цитоплазматической мембраны.

· - ингибиторы матричного (рибосомального) синтеза белка,

· - ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот.

Витамины

Витамины - биорегуляторы биохомических и физиологических процессов, протекающих в живых организмах. Витамины являются низкомолекулярными органическими соединениями различной химической природы. Для нормальной жизнедеятельности человеку витамины необходимы в небольших количествах.

По растворимости витамины разделены на две группы:

- водорастворимые, такие как В₁, В₂, В₅, В₆, В₁₂,С и т.д.;

- жирорастворимые, такие как А, Е, Д, К.

 

Контрольные задания

179. Что такое витамины?

180. На чем основана классификация витаминов? Приведите примеры.

181. Какие витамины относятся к жирорастворимым?

182. Какие Вы знаете водорастворимые витамины?

183. Что такое провитамины, антивитамины?

184. Что такое гипо-, гипер- и авитаминоз?

185. Избыток каких витаминов может вызвать гипервитаминоз? Почему?

186. Какие соединения относят к витамину A? Какова его биологическая роль?

187. Назовите основные симптомы гиповитаминоза A, источники поступления этого витамина в организм.

188. Назовите основных представителей витаминов группы D. Какие соединения являются активной формой витамина D? Какие органы принимают участие в образовании активной формы витамина D?

189. Какова биологическая роль витамина D?

190. Какие соединения относят к витамину Е? Какова биологическая роль этого витамина?

191. Структура и биологическая роль витамина В₁, к проявления гиповитаминоза B₁.

192. Структура и биологическая роль витамина В₂, проявления гиповитаминоза B₂.

193. Структура и биологическая роль витамина В₆, проявления гиповитаминоза B₆.

194. Структура и биологическая роль фолиевой кислоты (витамина Вс), проявления гиповитаминоза этого витамина.

195. Структура и биологическая роль витамина В₁₂, проявления гиповитаминоза B₁₂.

196. Структура и биологическая роль витамина C, проявления гиповитаминоза C.

197. Классификация и механизм действия антибиотиков.

198. Напишите формулы пенициллановой кислоты и тетрацена, опишите механизм действия антибиотиков пенициллинового и тетрациклинового ряда.

199. Напишите формулы известных Вам алкалоидов. Производными каких гетероциклов они являются?

200. Какие соединения относятся к неомыляемым липидам и являются низкомолекулярными биорегуляторами?

 

Литература

1. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. М.: Дрофа, 2011. – 542с.
2. Тюкавкина Н.А., Овчинников Ю.А. Биоорганической химия. М.: Дрофа, 2010.-320с.
3. Тюкавкина Н.А., Артемьева Н.А. Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии. М.: Дрофа, 2009.-320с.
4. Тюкавкина Н.А. Руководство к практическим занятиям по биоорганической химии. М.: Дрофа, 2010.-168с.
5. Грандберг И.И. Органическая химия. – М.: Дрофа, 2001, – 672 с.

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

1.	Введение
2.	1 Теоретические основы биоорганической химии
3.	2. Липиды
4.	3. Углеводы
Моносахариды
Дисахариды и полисахариды
5.	4. Аминокислоты.Пептиды. Белки
6.	5. Ферменты
7.	6. Гетероциклические соединения
8.	7. Нуклеотиды и нуклеиновые кислоты
	8. Низкомолекулярные биорегуляторы
	Литература