 |
|
|
Архитектура Астрономия Аудит Биология Ботаника Бухгалтерский учёт Войное дело Генетика География Геология Дизайн Искусство История Кино Кулинария Культура Литература Математика Медицина Металлургия Мифология Музыка Психология Религия Спорт Строительство Техника Транспорт Туризм Усадьба Физика Фотография Химия Экология Электричество Электроника Энергетика |
Нуклеозиды Фосфорная кислота
ОБМЕН НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ. 7.1. Переваривание и всасывание нуклеиновых кислот. С пищей в сутки поступает около 1 г нуклеиновых кислот. Переваривание их происходит в тонкой кишке. Сначала поступившие с пищей нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) под действием ферментов поджелудочного сока (ДНКаза и РНКаза) превращаются в мононуклеотиды. Затем, под влиянием ферментов кишечного сока от мононуклеотидов отщепляется фосфорная кислота и образуются нуклеозиды (состоят из азотистого основания и углевода). Часть нуклеозидов может затем расщепиться на азотистые основания и углеводы. Продукты переваривания нуклеиновых кислот (азотистые основания, углеводы, фосфорная кислота и нерасщепившиеся нуклеозиды) всасываются в кровь, поступают по воротной вене в печень, а затем в другие органы. 7.2. Катаболизм нуклеиновых кислот. В клетках организма интенсивно протекает только обмен рибонуклеиновых кислот (РНК), метаболические превращения ДНК протекают очень медленно и, в основном, только при делении клеток в растущих и регенерирующих тканях. При распаде внутриклеточные нуклеиновые кислоты, также как и пищевые, превращаются последовательно в мононуклеотиды, нуклеозиды, фосфорную кислоту, азотистые основания и углеводы. Нуклеозиды, поступившие из кишечника, расщепляются на азотистые основания и углеводы. Таким образом, из нуклеиновых кислот в конечном итоге образуются азотистые основания (пуриновые и пиримидиновые), углеводы (рибоза и дезоксирибоза) ифосфорная кислота. Схематично распад нуклеиновых кислот может быть представлен следующим образом:
РНК ДНК
Мононуклеотиды (азотистое основание-углевод-фосфат)
Нуклеозиды Фосфорная кислота (азотистое основание-углевод)
Азотистые основания Углеводы (пуриновые и пиримидиновые) (рибоза и дезоксирибоза) Далее пуриновые азотистые основания (аденин и гуанин) в процессе катаболизма дезаминируются (теряют аминогруппу в виде аммиака), окисляются и превращаются в мочевуюкислоту:
Образование мочевой кислоты осуществляется в печени. В сутки образуется и выводится с мочой около 1 г мочевой кислоты. Поскольку пуриновые азотистые основания входят в состав и ДНК и РНК, то по выделению мочевой кислоты с мочой можно судить о скорости распада в организме всех нуклеиновых кислот. Пиримидиновое кольцо в отличие от пуринового менее устойчиво, и поэтому пиримидиновые основания (тимин, урацил, цитозин) подвергаются глубокому распаду до CO2, H2O и NH3 . Углеводы (рибоза и дезоксирибоза) вовлекаются в ГМФ-путь распада углеводов и превращаются в глюкозу. Фосфорная кислота распаду не подвергается. Она может снова использоваться в реакциях фосфорилирования и фосфоролиза или же при избытке выделяется из организма с мочой. 7.3. Синтез нуклеотидов. Все клетки организма способны синтезировать необходимые для них нуклеиновые кислоты и не нуждаются в наличии в пище готовых нуклеиновых кислот или их составных частей. Поэтому содержание нуклеиновых кислот в пище не имеет для организма существенного значения, однако, продукты их распада могут частично использоваться. Синтез пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов происходит на основе рибозо-5-фосфата, образующегося из глюкозы при её распаде по ГМФ-пути. Свободные азотистые основания (пуриновые и пиримидиновые) обычно для этого синтеза не используются. При синтезе пуриновых нуклеотидов к рибозо-5-фосфату поочередно присоединяются атомы углерода и азота, из которых образуется пуриновое кольцо. Источниками этих атомов являются аминокислоты: глицин,глутамин, аспарагиновая кислота. Часть атомов углерода поставляется коферментами, содержащими в своем составе витамин Вс (фолиевая кислота) или витамин Н (биотин). Промежуточным продуктом синтеза пуриновых нуклеотидов является инозиновая кислота, содержащая необычное азотистое основание – гипоксантин:
H H
OH OH Рибоза Далее из инозиновой кислоты образуются обычные пуриновые нуклеотиды, при этом гипоксантин превращается либо в аденин, либо в гуанин. Синтезу пиримидиновых нуклеотидов предшествует образование необычного азотистого основания - оротовой кислоты (её нет в составе нуклеиновых кислот), содержащей пиримидиновое кольцо:
N Оротовая кислота Синтезируется оротовая кислота из аммиака, углекислого газа и аспарагиновой кислоты. Образовавшаяся оротовая кислота присоединяется к рибозо-5-фосфату и возникает пиримидиновый нуклеотид - оротидинмонофосфат. Далее оротовая кислота в составе этого нуклеотида преобразуется в обычные азотистые основания - тимин, урацил и цитозин, в результате чего появляются пиримидиновые нуклеотиды (тимидинмонофосфат - ТМФ, уридинмонофосфат - УМФ и цитидинмонофосфат - ЦМФ), входящие в состав нуклеиновых кислот. В связи с такой важной ролью оротовой кислоты в синтезе нуклеотидов в спортивной практике в качестве пищевой добавки нередко применяется оротат калия. Дезоксирибонуклеотиды (содержат дезоксирибозу) образуются из соответствующих рибонуклеотидов путем восстановления входящей в них рибозы в дезоксирибозу. 7.4. Синтез нуклеиновых кислот. Для синтеза нуклеиновых кислот используются мононуклеотиды обязательно в трифосфатной форме. Такие нуклеотиды содержат в своей молекуле три остатка фосфорной кислоты и обладают повышенным запасом энергии. Переход нуклеотидов в трифосфатную форму осуществляется путем взаимодействия с АТФ. Для синтеза РНК необходимо 4 вида рибонуклеотидов (АТФ, ГТФ, УТФ и ЦТФ).Для синтеза ДНК используются дезоксирибонуклеотиды тоже 4 видов (д-АТФ, д-ГТФ, д-ТТФ и д-ЦТФ). Синтез ДНК (репликация) интенсивно протекает во время клеточного деления. В процессе репликации в молекуле ДНК (родительская молекула) разрываются водородные связи между азотистыми основаниями обеих ее нитей, что приводит к раскручиванию двойной спирали ДНК и образованию двух свободных нитей. К образовавшимся свободным нитям, как к матрицам, подходят нуклеотиды в трифосфатной форме и своими азотистыми основаниями с соблюдением принципа комплементарности (аденин - тимин и гуанин - цитозин) присоединяются к ним. Благодаря этому принципу создается нужная последовательность расположения нуклеотидов. По мере присоединения к матрице нуклеотиды связываются в полинуклеотидные нити, которые сразу же закручиваются с матрицей в двойную спираль. При этом от каждого нуклеотида отщепляется по два остатка фосфорной кислоты в форме дифосфата. В конечном итоге, на каждой матрице возникает новая нить, которая по строению точно соответствует второй нити ДНК. В результате репликации синтезируются две новые молекулы ДНК (дочерние), которые являются точной копией родительской молекулы ДНК. В дочерних молекулах одна полинуклеотидная нить происходит из родительской молекулы, а другая синтезирована из нуклеотидов в процессе репликации. Синтез РНК (транскрипция) также протекает с участием ДНК. В процессе транскрипции раскручивается только ограниченный участок ДНК и матрицей служит лишь одна освободившаяся нить ДНК. К этой нити, как к матрице, подходят нуклеотиды в трифосфатной форме, содержащие рибозу, и по принципу комлементарности располагаются в строго определенном порядке. Затем нуклеотиды соединяются в полинуклеотид и от каждого из них отщепляется дифосфат. Образовавшаяся полинуклеотидная цепь с матрицей двойной спирали не образует и легко отходит от молекулы ДНК, после чего происходит восстановление её двойной спирали. Таким образом происходит синтез информационных (ИРНК), транспортных (ТРНК) и рибосомных (РРНК) РНК.
Полезная информация Диффузия - самопроизвольное движение молекул из области высокой концентрации в направлении более низкой. Обусловлена диффузия тем, что все молекулы постоянно находятся в состоянии беспорядочного, хаотичного движения. Следствием диффузии является выравнивание концентрации.
Поиск по сайту: |
ОН
N N
OH
N N O СH2O – P = O
Гипоксантин OH
N
HO СООН