Функции нуклеиновых кислот и других веществ нуклеиновой природы

У нуклеиновых кислот прослеживаются следующие функции:

  • 1) генетическая — хранение и передача наследственной информации в ряду клеточных генераций или поколений организмов (ДНК, реже — РНК, например у РНК-содержащих вирусов);
  • 2) участие в биосинтезе белка — в структурных генах ДНК записана информация о первичной структуре полипептида, иРПК является переносчиком информации с ДНК на белки, тРНК доставляет аминокислоты к месту сборки белковой молекулы — рибосомам;
  • 3) структурная — рРПК выполняет роль молекулярного скелета в каждой субъединице рибосомы;
  • 4) транспортная — являются переносчиками определенных химических групп (НАД — никотинамидадениндинуклеотид — и НАДО — никотинамидадениндинуклеотидфосфат — переносят ионы Н+ и электроны);
  • 5) регуляторная — с помощью РНК-переключателей осуществляется регуляция транскрипции структурных генов по принципу отрицательных связей (подробнее — см. с. 144); регуляторные РНК принимают участие в регуляции экспрессии генов путем избирательной инактивации иРНК, не подлежащих переносу из ядра в цитоплазму и дальнейшему включению в процесс трансляции;
  • 6) каталитическая — мяРНК выступают в роли катализаторов в реакциях превращения пре-иРНК в и PH К. Каталитический центр рибосомы, в котором происходит сшивание аминокислот в полипептидную цепь, образован участком молекулы рРНК;
  • 7) являются коферментами многих ключевых ферментов метаболизма (НАД, НАДО);
  • 8) выполняют функцию аккумуляторов и переносчиков энергии в клетке (АТФ и другие нуклеозидтрифосфаты);
  • 9) выступают в роли внутриклеточных гормонов — специальных химических сигналов, опосредующих действие «больших» гормонов (вырабатываемых железами внутренней секреции) на те или иные функциональные системы клетки (циклические мононуклеотиды — аденозин-3', 5'-циклофосфат и гуанозин-3',5'-циклофосфат) (рис. 3.64).

Примечание. В молекуле АТФ энергия запасается в макроэргических фосфоаигидридиых связях между I и II, II и III фосфатными остатками. При отщеплении Ш-концевого фосфатного остатка выделяется около 32 кДж энергии. В структуру молекулы АТФ входит рибоза, которая, в отличие от дезоксирибозы, имеет свободную гидроксильную группу, придающую молекуле в целом большую реакционную способность, что представляется важным для осуществления ее функций.

Циклические мононуклеотиды

Рис. 3.64. Циклические мононуклеотиды:

а — аденозин-3',5'—циклофосфат; б — гуанозин-3',5'—циклофосфат

Пигменты — разнообразные по химической структуре органические вещества, способные избирательно поглощать свет определенной длины волны (главным образом, благодаря наличию в молекуле сопряженных двойных связей).

В клетке встречаются в свободной форме или будучи встроенными в структуру различных органелл (хлоропластов, хромопластов, хроматофоров, митохондрий) и включений (пигментных).

Функции пигментов:

  • 1) красящая: придают окраску клеткам тканей и органов (анто- цианы у растений, меланин, Cu-уропорфирин у животных);
  • 2) защита от ультрафиолета (каротиноиды у растений, меланин у животных);
  • 3) участие в фотосинтезе (хлорофилл и фикобилины);
  • 4) участие в биоэнергетике (цитохромы дыхательной цени митохондрий);
  • 5) транспорт и депонирование кислорода (гемоглобин крови и миоглобин мышц), железа (трансферрин плазмы), меди (церулоплазмин);
  • 6) участие в зрительном процессе (родопсин, йодопсин).

На ранних этапах эволюции пигменты сыграли важную роль в возникновении и совершенствовании систем, осуществляющих поглощение (извлечение), преобразование и аккумулирование энергии в клетке.

Примечание. Необходимо иметь в виду, что яркие и насыщенные цвета перьев птиц, крыльев бабочек, кожи кальмаров и некоторых других животных создаются нс поглощающими свет пигментами, а в результате отражения света определенных длин волн сложными микроструктурами. Последние представлены множеством определенным образом организованных в пространстве пластинок, чешуек, гребней, стержней (состоящих из кератина, хитина и других биополимеров) или отверстий. Поскольку расстояния между этими паноструктурами (или их комплексами) соизмеримы с длинами волн видимого света, в таких конструкциях возникает явление дифракции. Падающие на поверхность лучи некоторых длин волн отражаются от этих структур и интерферируют между собой, в результате чего в отраженном свете происходит усиление одних цветов и ослабление других. При изменении угла наклона отраженных лучей по отношению к наблюдателю отмечается эффект переливания цветов (см. рис. II на цветной вклейке).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >