Гетероцикли з конденсованої системою ядер Нуклеозиди та їх похідні

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Зміст

Гетероцикли з конденсованої системою ядер

Пуринові підстави:

Нуклеозиди

Нуклеотиди

Нуклеїнові кислоти

Структура РНК:

Структура ДНК:

Біологічна роль ДНК і РНК

Список використаної літератури



Гетероцикли з конденсованої системою ядер

Сюди відносяться такі сполуки:

1. Індол

СН Ядро індолу складається з ароматичного ядра, сконденсованого з пиррольного ядром.

СН

НС З СН

НС З СН

СН NH

2. Скатол - похідна індолу

СН Скатол і індол містяться в організмі тварин. Утворюються при гнитті, при травленні і володіють неприємним запахом, при їх окисленні утворюється індоксіл і скатоксіл:

СН

НС З С - СН 3

НС З СН

СН NH

СН

НС З С - ОН

- Індоксіл

НС З СН

СН NH



СН

НС З С - СН 3

- Скатоксіл

НС З С - ОН

СН NH

Ядро індоксіл входить до складу барвників типу індиго.

Пурин - складається з конденсованих гетероциклів: піримідину і імідазолу. Пурин це слабка підстава, стійке до дії окислювачів, добре розчинна у воді.

Сам пурин біологічного значення не має, мають окси і амінопроізводние урина, так звані пуринові основи. Вони входять до складу нуклеотидів і нуклеїнових кислот.

СН

N З N



НС З СН

N NH

Пуринові підстави:

1. Аденін - 6-амінопурін

2. Гуанін - 2 - аміно-6 - оксіпурін

3. Гіпоксантин - 6 - оксіпурін - проводить окислення аденіну

4. Ксантин - 2,6-діоксіпурін - проводить окислення гуаніну.

5. Сечова кислота - 2,6,8-тріоксіпурін

Сечова кислота є кінцевим продуктом обміну пуринових основ у живих організмах і виводиться з організму з сечею. У грунті сечова кислота розкладається з утворенням NH 3. У тварин і людини при порушенні обміну речовин сечова кислота відкладається в суглобах і виникає хвороба подагра. Пуринові підстави також існують у двох формах: енольной і кетону, тобто мають кето-енольной таутомерія.

Аденін

Аденін

С - NH 2 C = NH

N З N HN C N

НС З СН HC C CH

N NH N NH

Енольной формі кетонів форма

Гуанін

С - Про H C = O

N З N HN C N

NH 2 - C З СН NH 2 - C C CH

N NH N NH

Енольной формі кетонів форма



Гіпоксантин

С - OH C = O

N З N HN C N

НС З СН HC C CH

N NH N NH

Енольной формі кетонів форма

Ксантин

С - Про H C = O

N З N HN C N

HO - C З СН O = C C CH

N NH NH NH

Енольной формі кетонів форма

Сечова кислота

С - Про H C = O

N З N HN C N Н

HO - C З С - ОН O = C C C = О

N NH NH NH

Енольной формі кетонів форма



Нуклеозиди

Це сполуки, які з пуринових або піримідинових підстав (підстави беруться в кетон формі), пов'язаних з рибоза або дезоксирибоза (форма β, d - фуранові). Азотисті основи пов'язані з глікозидних гідроксилом рибози або дезоксирибози через атом азоту в положення 9 пуринового кільця і а положенні 3 піримідинового кільця. Ці сполуки надалі утворюють нуклеотиди. Назва нуклеозиду складається з назви відповідного підстави, з закінчення «зин». Нуклеозид, в який входить аденін, називається аденозином, гуанін - гуанозіна. Якщо нуклеозид містить цитозин, він називається - цитидину, урацил - уридину, якщо тимін - тимідину. Якщо в нуклеозид входить дезоксирибоза, то до назви додається приставка «дезокси», наприклад, дезоксіаденозін і тд. Напишемо реакцію утворення нуклеозиду з аденіну та рибози:

С - NH 2 C - NH 2

N З N N C N

НС З СН - НОН HC C CH

N NH N N

+

СН 2 ОН О ОН CH 2 OH O

З Н Н З C H H C

Н З З Н H C C H

ОН ОН OH OH

β - d-рібофураноза аденозин



Освіта нуклеозиду з цитозина і дезоксирибози:

С - NH 2 C - NH 2

N CH N CH

O = C CH - HOH O = C CH

NN

+

CH 2 OH O OH CH 2 OH O

CHHCCHHC

HCCHHCCH

OH H OH H

дезоксіцітідін

Нуклеотиди

Це з'єднання нуклеозиду з фосфорною кислотою. До складу нуклеотиду може входити один, два і три залишку фосфорної кислоти. Нуклеотид, який містить рибозу, називається рибонуклеотид, а містить дезоксирибозу - дезоксірібонуклеотідов. Якщо нуклеотид має один залишок фосфорної кислоти, тобто є мононуклеотидів, то такі сполуки називаються кислотами і називають їх залежно від назви підстави. Якщо в їх склад входить підстава:

Аденін - аденіловая кислота,

Гуанін - гуанілова кислота,

Урацил - уріділовая кислота,

Тимін - тіміділовая кислота,

Цитозин - цітіділовая кислота.

Якщо в нуклеотид входить дезоксирибоза, то до цих назв додається приставка «дезокси», наприклад, дезоксіаденіловая кислота, дезоксігуаніловая кислота і тд.

Нуклеотиди з двома і трьома залишками фосфорної кислоти називається трьома заголовними буквами: перша буква - назва підстави, друга буква - число залишків фосфорної кислоти, третя буква - фосфорна кислота. Наприклад, АДФ: А-аденозин, Д - ді (два), Ф - фосфат, тобто аденозиндифосфат; АТФ - А-аденозин, Т - три, Ф - фосфат, тобто аденозинтрифосфат. Ді і три нуклеотиди є акумуляторами хімічної енергії в організмі. У молекулах цих нуклеотидів залишки фосфорної кислоти в'язані між собою макроергічними зв'язками. Позначаються макроергічні зв'язку так - ~. При відщепленні залишку фосфорної кислоти від цих нуклеотидів виділяється велика кількість енергії, за сет розщеплення макроергічних зв'язків 34-46кДж/моль (звичайна зв'язок дає 8-12 кДж / моль). Найважливішими джерелами енергії в організмі є АДФ і АТФ.



Будова АТФ:


C - NH 2

NCN

HC C CH

NN

OOO

HO - P ~ O - P ~ O - P ~ O - H 2 CO

OH OH OH CHHC

HCCH

OH OH

Аденозин

Аденіловая кислота

АДФ

АТФ

При дефосфорілірованія АТФ утворюється АДФ (і АМФ). Дефосфорилирование АТФ супроводжується звільненням енергії, яка використовується в клітинах для різних процесів синтезу і інших видів робіт. У свою чергу АДФ за рахунок енергії, що звільняється при окисленні органічних речовин, фосфорилюється в АТФ. У клітинах організму постійно відбувається процес фосфорилювання АТФ і фосфорилювання АДФ і АМФ. Подібним чином відбувається фосфорилювання та інших нуклеотидів. Всі ці з'єднання в організмі відіграють важливу роль в обміні речовин і енергії, і, зокрема, в біосинтезі ліпідів і вуглеводів.



Нуклеїнові кислоти

Це високомолекулярні полімери, мономерами яких є мононуклеотиди, тобто до складу нуклеїнових кислот у вигляді готельних ланок входять нуклеотиди з одним залишком фосфорної кислоти. Число нуклеотидних ланок досягає у них десятків і сотень тисяч. Нуклеїнові кислоти поділяються на два види: РНК - РНК (до їх складу входить рибоза); дезоксирибонуклеїнової кислоти - ДНК (до їх складу входить дезоксирибоза). Відрізняються вони і за змістом азотистих основ. До складу РНК входять: аденін, гуанін, цитозин і урацил. До складу ДНК входять: аденін, гуанін, цитозин і тимін. Всі нуклеїнові кислоти побудовані однотипно, а саме: перше нуклеотидної ланка пов'язане з другим, друге з третім, третє з четвертим і так далі; через кисень від фосфорної кислоти, тобто через фосфорноефірную зв'язок між 3 вуглецевим атомом пентози одного мононуклеотид і п'ятим вуглецевим атомом пентози сусіднього нуклеотиду. ДНК є носієм генетичної інформації. РНК - є переносником інформації між синтезуються білки.



Структура РНК

С = O

HN CH

O = C CH У

N

- O - H 2 COC - NH 2

CHHCNN

HCCH HC CH А

O OH NN

HO - P ~ O - H 2 COC = O

OCHHC HN CH

HCCHC CH У

O OH ON

HO - P ~ O - H 2 COC = O

OCHHCNN

HCCH NH 2-C CH Г

O OH NN

HO - P ~ O - H 2 COC - NH 2

OCHHCN CH Ц

HCCHO = C CH

O OH N

HO - P ~ O - H 2 CO

OCHHC

H C C H

Про ОН



Структура ДНК

С = O

HN C - CH 3

O = C CH Т

N

- O - H 2 COC - NH 2

CHHCNN

HCCH HC CH А

OHNN

HO - P ~ O - H 2 COC = O

OCHHC HN C - CH 3

HCCHC CH Т

OHON

HO - P ~ O - H 2 COC = O

OCHHCNN

HCCH NH 2-C CH Г

OHNN

HO - P ~ O - H 2 COC - NH 2

OCHHCN CH Ц

HCCHO = C CH

OHN

HO - P ~ O - H 2 CO

OCHHC

HCCH

OH



Біологічна роль ДНК і РНК

До складу клітин входить три типи ЗНК:

1. Інформаційна РНК (і-РНК) або матрична РНК (м-РНК). Вона синтезується в ядрі і її нуклеотидний склад близький до нуклеотидного складу ДНК. І-РНК знімає з ДНК інформацію і переносить її до місця синтезу білка в рибосому. Тому вона виконує роль матриці для синтезу білка. Існують різноманітні функції і-РНК як по нуклеотидного складу, так і за величиною молекул, так як кожен білок для свого синтезу вимагає своєї матриці, тобто своєї РНК.

2. Транспортні РНК (т-РНК) - виконують роль переносника амінокислот до місця синтезу білка. Одна специфічна т-РНК здійснює транспорт однієї амінокислоти.

3. Рибосомальні РНК (р-РНК) - входять до складу рибосом (субклітинних утворень), в яких відбувається біосинтез білка. Вважається, що р - РНК виконує структурну роль: у поєднанні з відповідними білками вона утворює структуру рибосоми.

ДНК містить інформацію спадковості. Окремі ділянки довгого ланцюга ДНК містять азотисті основи в певній послідовності. Ці ділянки і є носіями певних спадкових ознак.

Передача спадкових ознак відбувається переважно за допомогою ДНК при поділі ядер клітин. За допомогою ДНК в клітині йде синтез РНК, який забезпечує синтез специфічних білків.

Молекула РНК являє собою одноланцюжкові спіраль, тобто має лише первинну структуру, яка показує послідовність нуклеотидних ланок. Молекула ДНК має ще й вторинну і третинну структуру. Вторинна структура ДНК має двухцепочечную спіраль. Кожна ланцюг є полинуклеотид, в якому діефірной зв'язком пов'язані один з одним мононуклеотиди. У ланцюзі мононуклеотиди розташовані таким чином, що азотисті основи їх знаходяться всередині, а пентоза і фосфорна кислота - зовні.

Дві паралельно йдуть ланцюга, обвиті навколо спільної осі, пов'язані один з одним своїми азотистими підставами вздовж всієї молекули ДНК за допомогою водневих зв'язків.

Послідовність розташування азотистих основ у будь-якій одній з двох ланцюгів може бути будь-яка, але послідовність розташування азотистих основ в іншому ланцюзі буде перебувати в строгій залежності від послідовності підстав у першій ланцюга. Тобто має дотримуватися правило Чаргофа, яке полягає в тому, «що вміст в ДНК пуринів одно змісту піримідинів», а саме зміст аденіну одно змісту тиміну (А = Т), зміст гуаніну - змісту цитозина (Г = Ц). Пари аденін-тимін і гуанін - цитозин є комплементарними (дополняющими) один одному. Ці пари з'єднані водневими зв'язками. З цього випливає, що макромолекула ДНК складається з двох коплементарних один одному ланцюгів.

Третинна структуру ДНК пов'язана з просторовим розташуванням подвійної спіралі, вона не може бути закручена в клубок або бути у вигляді компактної палички.

Нуклеїнові кислоти - речовини білого кольору, волокнистого будови, погано розчинні у воді у вільному стані, але добре розчиняються у вигляді солей металів, вони також добре розчиняються у сольових розчинах.

ДНК знаходиться переважно в ядрі клітини (у складі хромосом), однак кілька відсотків загальної клітинної ДНК зосереджена в мітохондріях, хлоропластах рослинних клітин. РНК зустрічається як в ядрі, так і в цитоплазмі.



Список використаної літератури

1) Біологічна хімія. / Під ред.Ю.Б.Філіпповіча, Н. І. Ковалевська, Г. А. Севастьянова. - М., 2005

2) Біохімія. / За редакцією В. Г. Щербакова. - СПб., 2003

3) Вольхин В.В. Загальна хімія. Обрані голови. - СПб, М, Краснодар., 2008

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Хімія | Реферат
57.8кб. | скачати


Схожі роботи:
Реакція поділу ядер Життєвий цикл нейтронів
Фізика атомного ядра Структура атомних ядер
Закон України про авторизований нной діяльності у сфері використання ядер
Математичні моделі фізичних процесів Реакція поділу ядер Життєвий цикл нейтронів
Похідні бензодіазепіну
Агресія та її похідні
Похідні фенантренізохіноліна
Управління системою освіти
Робота із системою KOMПАС
© Усі права захищені
написати до нас