Nuklein kislotalarni o`rganish tarixi va ularning umumiy tavsifi. Nuklein kislota komponentlari. Nuklein kislotalarning tuzilish darajalari

Nukleotidlar. Nukleozidlarning fosfat kislota qoldig`i bilan birikishidan nukleotidlar hosil bo`ladi, ya’ni nukleotid tarkibiga azot asosi, uglevod qoldig`i va fosfat kislota kiradi. Bu tartib (A-U-F) dagi nukleotid 2 xil gidroliz qilish bilan aniq tasdiqlanishi mumkin.
Birinchi gidrolizda uglevod bilan fosfat kislota orasida bog` uzilib, azot asosi va uglevoddan iborat glikozid (nukleozid) hosil bo`ladi. Ikkinchi tur gidrolizda azot asosi erkin xolda ajralib, uglevod bilan fosfat kislotadan iborat monosaxarid-fosfat hosil bo`ladi. Demak, nukleotid molekulasida uglevod o`rtada joylashgan.
3¹, 5¹- fosfodiefir bog`lari bilan bog`langan mononukleotidlarning to`g`ri chiziqli polinukleotid zanjiriga DNK va RNK ning birlamchi strukturasi deyiladi. DNK va RNK birlamchi strukturasining tuzilish negizi bir xil: bir mononukleotid pentozasining har bir 3¹-gidroksil guruhi ikkinchi mononukleotid pentozasining 5¹-gidroksil guruhi bilan kovalent bog` orqali bog`langan. Shu sababdan 3¹, 5¹-difosfodiefirli bog`lar deb ataladi. DNK va RNK to`g`ri chiziqlarining uzunligi uning zanjiri tarkibidagi mononukleotidlar soniga bog`liq bo`lib, ikkita uchga ega bo`ladi: ulardan birinchisi 3¹-uchi, ikkinchisi esa 5¹-uchi deb ataladi.
Hujayradagi nuklein kislotalar zanjirining yig`ilishida 5¹-trifosfatlar boshlang`ich material bo`lganligi sababli zanjirning 5¹-uchki tomoni trifosfat, 3¹-uchki tomoni esa erkin gidroksil guruhi tutadi. Nuklein kislotalar zanjiri qutblidir. Ular 5¹→ 3¹ va 3¹→5¹ yo`nalishda bo`lishi mumkin.
DNK ning genetik “matni” nukleotid triletlari yordamida tuzilgan kodli “so`zlar”dan iborat bo`lib, kodogenlar deb ataladi. RNK ning barcha turlari birlamchi strukturasi to`g`risida ma’lumot saqlovchi DNK qismlariga struktura genlari deyiladi.
Nuklein kislotalarning birlamchi strukturasi ularning yuqori darajada tuzilishini, ya’ni ikkilamchi va uchlamchi strukturalarini belgilaydi.
DNK ning ikkilamchi strukturasi. DNK molekulalari nukleotidlari tarkibi uchun ularning ajratib olingan manbasidan qat’iy nazar muhim umumiy qonuniyatlari ham ma’lum. Bu qonuniyatlar ularni kash etgan olim sharafiga Chargaff qoidalari deb ataladi. Ular quyidagilardan iborat:
1. purin asoslari (A+G) soni pirimidin asoslari (S+T) ga teng, ya’ni purinlarni pirimidinlarga nisbati birga teng: A+G/S+T =1.
2. Adenin qoldiqlarining soni timin qoldiqlari soniga teng, ya’ni adeninning timinga nisbati birga teng ( A = T yoki A/T = 1).
3. Guanin qoldiqlarining soni sitozin qoldiqlarining soniga teng (G = S yoki G/S = 1).
4. DNK tarkibidagi 6-aminoguruhlar soni 6-ketoguruhlar soniga teng: G + T = A+S.
5. Faqat A + T va G + S yig`indilari o`zgaruvchan. Agar A + T > G + S bo`lsa, bu AT-turli DNK; agar G + S > A + T bo`lsa, bu GS - turdagi DNK bo`ladi.
Bu qoidadan DNK tuzilishi uchun purin va pirimidin asoslarining qat’iy tartibda mos kelishi (juftlashishi) emas, balki umuman timinning adenin bilan sitozinning guanin bilan mos kelishi nazarda tutilgan. Nukleotidlarning molekulyar massasi 330 ga, qo`sh nukleotidlarniki esa 660 ga teng. 1953 yilda Uotson va Krik qo`sh spiral nomini olgan DNK ning ikkilamchi strukturasi modelini kashf etdilar.
Nuklein kislotalarning fizik-kimyoviy xossalari yuqori molekulyar massasi va struktura tuzilishiga bog`liq. Nuklein kislotalar uchun kolloid va osmotik xossalar, yuqori darajadagi yopishqoqlik va eritmaning zichligi, optik xususiyati hamda denaturatsiyaga moyilligi xos bo`ladi.
Kolloidlik xossasi hamma yuqori molekulyar birikmalar uchun xos. Nuklein kislotalar eritilganda ular bo`kadi va kolloid ko`rinishidagi yopishqoq eritma hosil qiladi. Ularning gidrofilligi asosan fosfatlarga bog`liq. Nuklein kislotalarning eritmadagi molekulalari yaqqol kislotalik xususiyatiga ega polianion ko`rinishida bo`ladi.
Fiziologik sharoitdagi RNK da hamma nuklein kislotalar polianion holatida va oqsil hamda anorganik kationlardan iborat qarshi ionlar bilan o`ralgan. Qo`sh spiralli nuklein kislotalar bir zanjirliga nisbatan yomon eriydi.
Molekuladagi vodorod bog`larini uzuvchi tashqi muhitning barcha ta’sirlari DNK ni denaturatsiyalaydi. Denaturatsiya harorat, kimyoviy moddalar ta’sirida bo`lishi mumkin. Denaturatsiyalovchi agentlardan eng kuchlisi isitishdir. DNK isitilganda uning ikki zanjiri bir-biridan ajraladi, ya’ni yechiladi. Bu hodisa pastroq harorat oralig`ida bo`lgani uchun yumshash deyiladi. DNK ning 50 % i denaturatsiyalangan haroratga yumshash deb ataladi.
Денатурация ДНК
DNK ning yumshash harorati azot asoslarining nisbati (G + S va A + T) ga bog`liq. Molekuladagi G + S qo`sh asoslar qancha ko’p bo`lsa, yumshash harorati ham A + T nikidan shuncha baland bo`ladi, chunki G + S da uchta qo`shbog` bor.
Tez qizitish usulida denaturatsiyalangan, ya’ni ikki zanjirga ajratilgan DNK sekin sovutilsa, ajralgan zanjirlar qaytadan birikib, qo`sh zanjirli DNK ni hosil qiladi. Bu hodisa renaturatsiya deb ataladi.
Ренатурация ДНК