Нуклеин қышқылдары- тұқым қуалау негіздері

синтезделеді.  Клетка құрамындағы иРНҚ мөлшері шамалы ғана, бірақ ол ерекше әсерлі келеді, иРНҚ алуан текті, ол жағдай клетка синтездейтін белоктардың түрлілігіне байланысты,өйткені әр иРНҚ белоктың бір түрін ғана синтездеуге жауапты.

Пре-иРНҚ гетерогенді ядролық  иРНҚ деп те аталатынын, ол аса үлкен  алып молекула болып табылады .Мұның құрамында басқа нуклеотидтермен бірге аденильдік нуклеотидтердің 200 шамасына дейінгі қалдықтардан тұратын ұзын тізбек бар. Пре-иРНҚ процессинг құбылысына ұшырайды. Ферменттердің әсерімен одан РНҚ-ның бір бөлшегі және поли-А бөлініп шығады, осылайша активті де дайын иРНҚ босап шығады, осылайша активті де дайын иРНҚ босап шығады. Бірақ мұның молекуласында да белгіленбеген учаскілер үнемі бар,атап айтқанда құрамында аденил қышқылының 50-75 қалдығынан құралған ұзын поли-А бар. Бұл жағдай гемоглобин, миоглобин, инсулин, интерферонның иРНҚ-сы бойынша тәжірибе жүзінде дәлелденген, олар таза күйінде бөліп алынған. Трансляцияға қатысты поли-а қызметі әлі толық анықталған жоқ.

Тасымалдаушы т-РНК құрылысының  гипотетикалық моделі: А, Г, Ц, У —нуклеотид қышқылдары арқылы косақтала алады. Тасымалдаушы РНК (т-РНК) кейде 45-РНК  деп те аталады, ол гиалоплазмада  ерітілген. Оның қызметі амин қышқылдарын  байланыстыру және оларды рибосомға  жеткізу болып табылады. Әрбір  амин қышқылын т-РНК-ның бір түрі ғана тасымалдауы мүмкін, сондықтан белок синтезіне 20 амин қышқылы қатысатын болса, онда клеткада т-РНК-ның 20 түрі болуы тиіс. РНК-ның бұл түрінде молекуланың беде жапырағына ұқсас екінші деңгейлік структурасы болады. Ол комплементарлық негіздеріне қарай тізбектің 4 учаскесінің қосақталуы жолымен түзіледі, осының нәтижесінде қосақталмаған негіздерден тұратын үш ілмек түзіледі.

Хромосомдық РНК мен тасымалдаушы мында 76—85 нуклеотид болатындықтан, олар кіші молекулалық РНК-ға жатады. Оларға сондай-ақ 120 нуклеотидтен тұратын рибосомалық 5S-РНК да жатады.

Клеткадағы барлық РНҚ-ның 10% шамасындайы тРНҚ. тРНҚ молекуласы құрамында 70-84 нуклеотид кіреді, оның м. м.үлкен емес, 25000-30000. тРНҚ құрамынан 30 шамасына дейін қалыптан тыс, минорлық азотты қалдықтар деп аталатын қосылыс табылған, тРНҚ қызметі активтелген амин қышқылдарынан белок синтезделетін орынға жеткізу болып табылады. Клеткада 50 шамасындай тРНҚ бар, ал амин қышқылының саны 20 ғана. Демек, бір амин қышқылын екі және одан көп тРНҚ тасымалдайды. Сол сияқты әр амин қышқылын өзінің арнаулы

тРНҚ-сы тасымалдайды. Қазіргі кезде көптеген тРНҚ-дың нуклеотидтерінің алмасып келу орындары толық анықталып отыр. Бірінші рет 1965жылы ашытқыдан тРНҚ_Ala-ның химиялық құрылымын Р Холли дегеноқымысты ашты. РНҚ- молекуласының бірінші құрылымы дегеніміз ондағы нуклеотид қалдықтарының белгілі ретпен орналасуын айтады.

Барлық тРНҚ-ның жалпы  жоспар бойынша құрылғаныболардың  кеңістіктік құрылымы бірдей екіндігі анықталған. Барлық тРНҚ конформациясы ұқсас болғанымен, нуклеотидтердің орналасу реті әр түрлі.

Клетка РНК-сының бүкіл  көлемінің 85 проценттейін рибосома-лық  РНК (р-РНК) құрайды. Рибосомалық 25 S-РНК  мен 18 S-РНК-ның құрамында метильденген нуклеотидтер болады. Оның атқаратын  қызметі аз зерттелген. Оның молекуласының  екінші деңгейлік структурасы спиральды болуы мүмкін деп есептейді. Матрицалық РНК (м-РНК) ерекше роль атқарады, ол ядро ДНК-сының бетінде синтезделеді. Ол информацияны ДНК-Ден рибосо-маларға тасымалдайды. Оның молекулаларының өлшемі әр түрлі, құрылысы бір тізбекті және құрамында кәдімгі А, Г, Ц, У нуклео-тидтері болады.

Екінші құрылым: РНҚ-ның  екінші құрылымы деп кеңістікте молекулада қосарланған негіздер атомдарының  орналасуын түсінуге болады.

Беде жапырағы пішіндес болып  келетін көпшілік тРНҚ төрт тармақтан  тұрады: дигидроуридилді, антикодонды, псевдоуридилді және акцепторлы. Акцепторлы тармақтың акцепторлы соңы бар, оның кез- келген тРНҚ-дағы ССА- нуклеотидтерінің орналасу реті бірдей. Антикодонға сәйкес активтелген амин қышқылы аденилаттың 3-гидроксил тобы арқылы тРНҚ-ға жалғасады.тРНҚ молекуласында үлкен үш ілгек бар, олар белок синтезі кезінде әртүрлі қызмет атқарады. Д ілгегі тРНҚ-ні аминоацил-тРНҚ-синтетаза ферментімен байланыстыру қызметін атқарады және бұл ферменттердің қажетті амин қышқылдарын тауып алып, оларды активтендіріп катализденуіне әсер етеді.

тРНҚ-ның антикодоны ілгегінде  үш нуклеотид иРНҚ молекуласындағы  кодонға комплементарлық құралған. тРНҚ құрамындағы бұл нуклеотидтер антикодон деп аталады .тРНҚ-ның антикодоны иРНҚ құрамындағы кодонға әрқашан комплементарлы, әрі ол тРНҚ молекуласының ортасында орналасқан және мұның ДНҚ-дан иРНҚ алып келген генетикалық мәлімет есептеу кезінде айтарлықтай маңызы бар.

тРНҚ-ның амин қышқылы  жалғасатын соңы акцепторлық соң  деп аталады.

Барлық тРНҚ-ның акцепторлық  соңында ЦЦА нуклеотидтерінің орналасу реті бірдей. Антикодонға сәйкес активтелген амин қышқылы аденилаттың 3’көміртегі атомы арқылы иРНҚ-ға жалғасады.

Рибосомаларда синтезделетін  полипептидтегі бір амин қышқылын кодтайтын  иРНҚ-ның үш нуклеотидін кодон  деп атайды.Клеткада 20-дан астам амин қышқылының әрқайсысына арналған ерекше ферменттер-аминоацил-тРНҚ-синтетазалар бар. Әрбір тРНҚ ерекше осы фермент арқылы өзіне тән амин қышқылымен байланысып, оларды рибосомаларға жеткізеді, онда иРНҚ-дағы кодонның арнайы орнын “тану” іске асырылады.Үшінші құрылым. РНҚ-ның үшінші құрылымы деп кеңістікте тРНҚ-ның барлық бөліктері молекуласының орналасуын түсінеміз.

Қазіргі кезде ашытқының фенилаланинді тРНҚ-ның үшінші құрылымы толық түрде анықталған. Бір-біріне байланыссыз тәуелді емес жағдайда әртүрлі зерттеушілер рентген құрылымдық анализ көмегі арқылы тРНҚ_Phe-ның кисталдары алынды. Олардың жүргізген зерттеулері барысында тРНҚ_Phe-ның пішіні Г әрпіне ұқсас. Әрбір жекелеген бөліктерінің ені ДНҚ қос спиралінің диаметрінен аспайды тРНҚ_Phe-ның үшінші конформациясы негізінде беде жапырағының екінші құрылымы жатыр, ал ол молекуланың әртүрлі учаскелерінде орналасып бір-бірімен жұптасып байланысқан негіздердің көп сандары арқылы толықтырылып, әрі тұрақтандырылған.

тРНҚ_Phe-ның барлық дерлік негіздері, кеңістіктік құрылымды түзетін, вандервальс пен гидрофобтық әрекеттесулеріне қатысады.Сутекті байланыстар екінші және ушінші құрылымдарды тұрақтандырады. тРНҚ_Phe-ның беде жапырағы пішіндес екінші құрылымында 52 сутекті байланысты түзетін құрамында 20жұп негіздерден тұрады. Үшінші құрылымында, оларға тағы да 40 сутегі байланыстары қосылады. Қос спиральмен берілген тармақтарда Уотсон-Криктің сутекті байланыстары пайда болады. Сонымен қатар, полинуклеотидті тізбектегі 2’-гидроксилді топтар негіздермен сутекті және негізгі тізбектің сутегі атомдарымен де байланыстар түзеді. тРНҚ_Phe-ның үшінші құрылымының негізгі белгілері барлық тірі ағза түрлерінің тРНҚ-ы үшін бірдей болады деген болжам бар.

Рибонуклеин қышқылы белок  биосинтезіне қатысады.Клеткалардың типі мен тканьдердің түріне және организмнің  физиологиялық күйіне қарай РНК-ның  мөлшері өзгеріп отыратындығы көптеген лабораториялық тәжірибелер арқылы дәлелденген. Өсу нүктелерінде және клеткалардың

кебеюі мен өсу процестері өтетін басқа да учаскелерінде РНК  көп мөлшерде жиналады. Жедел өсетін жас клеткалардағы РНК-ның мөлшері  оның құрғақ салмағының 15—20 процентіне дейін жетуі мүмкін. Көбею 

процесіне кіріспес бұрын  кез келген клетка РНК жинақтап алуы тиіс. Лагфаза (екі бөліну процесінің арасындағы уақыт) кезеңінде РНК  қарқынды түрде түзіледі. Егер РНК-ның  құрамына оған тән емес азотты негіздер енгізетін болсақ, ол бактериялар  мен вирустардың өсу және көбею  процестерінің толық тоқтауына  себепші болады.Мұның бәрі РНК-ның  белок синтезімен байланысты екендігін  көрсетеді. Мұндай пікірді 1941 жылы  Касперсон мен Браше бір мезгілде дерлік айтқан болатын.

Рибосомалар — клеткадағы белок синтезін жүзеге асыратын орын. Егер клеткаға РНК-ны бұзатын рибонуклеаза ферментін енгізсе, белок синтезі  тоқтайды.Рибосомада ірі молекулалық  РНК-ның 183-РНК және 25 S -РНК деп  аталатын екі түрі болады, олардың  әрқайсысында тиісінше 2000 және 4000 нуклеотид  бар. Матрицалық немесе информациялық  РНК (и-РНК) Құрамында ондаған мың  нуклеотид болады.

        Рибосомада  ірі молекулалық РНК-ның 183-РНК  және 25 S -РНК деп аталатын екі  түрі болады,     олардың  әрқайсысында тиісінше 2000 және 4000 нуклеотид  бар. Матрицалық немесе информациялық  РНК (и-РНК) Құрамында ондаған  мың нуклеотид болады.

Матрицалық РНК (м-РНК) ерекше роль атқарады, ол ядро ДНК-сының бетінде  синтезделеді. Ол информацияны ДНК-Ден  рибосо-маларға тасымалдайды. Оның молекулаларының өлшемі әр түрлі, құрылысы бір тізбекті және құрамында кәдімгі А, Г, Ц, У нуклеотидтері болады.

1956 жылы Шрамм мен Френкель-Конрат  лабораторияларында бір мезгілде  РНК-ның белок синтезіндегі маңызы  ашып көрсетілді. Олар тұңғыш рет темекі мозаика вирусын РНК мен белокқа бөлді және РНК-ны темекінің өсіп тұрған сау жапырағына енгізді. Енгізілген РНК жапырақта ауру туғызды. Бұл жағдай енгізілген РНК-ның негізінде жапырақта вирус белогы синтезделгенін дәлелдеді.РНК-ның матрица екендігі көрсетілді. Матрица деген сөз баспа тәжірибесінен алынған. Белгілі бір басылымды шығарудан бұрын оның формасын шрифт теру арқылы салады. Оны матрица дейді.

Нуклеотидтер– нуклеин қышқылдарын құрайтын негізгі құрылымдық бірлік. Нуклеотидтер бір-бірімен ковалентті байланыс арқылы байланысқан 3 түрлі химиялық бөліктен тұрады: 1) көміртектің бес атомы бар қант (ДНҚ молекуласында дезоксирибоза, ал РНҚ-да – рибоза); 2) қанттың 1-көміртек атомымен ковалентті байланысқан пуриндік немесе пиримидиндік азоттық негізі. Бұл екі бөлік бірігіп нуклеозид деп аталатын құрылым түзеді. ДНҚ молекуласының құрамына пуринді негіздер – аденин (А), гуанин (Г) және пиримидинді негіздер – цитозин (Ц), тимин (Т) кіреді.

РНҚ-ны да осы негіздер құрайды, тек тиминнің орнына мұнда урацил (У) болады (Т урацилден метилдік топ [–СН3] арқылы ажыратылады). Нуклеотидтің 3-бөлігін фосфатты топтар (фосфор қышқылының бір немесе бірнеше қалдығы) құрайды. Фосфатты топтар бір қанттың 5'-көміртегі атомымен келесі қанттың 5'-көміртегі атомы арасында фосфодиэфирлік байланыстар құру арқылы полимерлі тізбек түзеді. Н-ді кейде нуклеозид-5’-монофосфат деп атайды. Мысалы, аденин негізді нуклеотидті аденозин-5’-монофосфат, гуанин негізді нуклеотидті гуанозин-5'-монофосфат, т.с.с. Нуклеотидтер түссіз кристалл, суда жақсы ериді, органик. еріткіштерде ерімейді, металдармен, негіздермен тұз түзеді. Нуклеотид жоғары энергиялы қосылыстар болғандықтан организмдегі энергия алмасу мен жинаудағы маңызы зор.

 

 

 

Қорытынды

Тірі ағзада жоғары молекулалы үш қосылыс бар. Олар — нуклсин  кышқылдары, белоктар және полисахаридтер. Қазіргі кезде аталған биологиялық  жоғары молекрилардың әрқайсысының атқаратын кызметі дәл анықталып, тұқым куалайтын қасиеттің негізі, тірі ағзаның барлық ерекшеліктерін қайталап жарыққа шығарушы — нуклеин  кышқылдары екені белгілі болды.Нуклеотидтер құрамына кіретін қанттың табиғатына сәйкес нуклеин қышқылдарының химиялық және биологиялық қасиеттері жөнінде  бірінен-бірінің үлкен айырмашылығы болады.Дезоксирибонуклеотидтерден тұратын  нуклеин қышқылдарын дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) деп, егер ондай қышқыл рибонуклеотидтерден құралса, онда рибонуклеин қышқылы (РНҚ) деп аталады.

ДНҚ жануарлардың, өсімдіктер мен микро-организмдердің барлық клеткаларының ядросында болады. Гистон белогымен бірге ол нуклеогистон комплексін түзеді де, хроматин-нің негізгі массасын құрайды. ДНК ядроларда кездесуімен қатар өсімдіктер митохондриясы мен пластидтерінен де табылған. Клетканың аталған үш органоидтарында ғана кездесетін ДНК-ден өзгеше, РНК көптеген органоидтардан (ядро ядрошығынан, хро-матиннен, цитоплазмадан, пластидтерден, митохондирия мен рибосомалардан) табылады.

ДНҚ мен РНҚ құрамының  айырмашылығы — нуклеин қышқылын толық гидролиздеу арқылы анықталды. Оларды гидролиздегенде, әр түрлі заттардың  қоспасы түзіледі.Нуклеин қышқылдары құрамында көмірсудың гидроксил  тобы мен фосфор қышқылының арасында күрделі эфирлік байланыс түзіледі, ал азотты негіз көмірсудың жанынан  жалғасады.

Нуклеин қышқылдары биологиялық  тұрғыдан маңызды рөл атқарады. Олар тірі организмдердегі генетикалық  ақпаратты сақтайтын және тасымалдайтын  клетканың (жасушаның) маңызды кұрам  бөліктері болып табылады.

Пайдаланған әдебиеттер:

1.А.Ж.Сейтембетова,С.С. Лоходий  «Биологииялық химия» 1994ж

2.К.С. Сағатов «Биологиялық  химия» 1998ж. -350-362 бб.

3.З.Сейітов «Биологиялық  химия» Алматы, «Қайнар» 1992ж.

4.Ж.Ж. Жатқанбаев «Өсімдік  физиологиясы» Алматы, 1988ж.

5.Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин  «Биологическая химия» Москва, 1989г.

6.Сағатов К. «Биологиялық  химия» Оқу құралы, Алматы, Ы. Алтынсарин 1998 ж. 208 б. 

7.Сейтембетова Амангүл,  Лидодии Станислав «Биологиялық  химия» Алматы, «Білім» 1994 ж. 304 б.