Строение полинуклеотидной цепи*

*Иногда употребляется также и термин нить. 

Нуклеотиды – это повторяющиеся мономерные единицы олигонуклеотидов и полинуклеотидов. Олигонуклеотиды построены из нескольких мономеров, полинуклеотиды – из многих. Нуклеиновые кислоты представляют собой полинуклеотиды, построенные из мономеров – нуклеотидов, число которых колеблется от 7 десятков до сотен миллионов. 

Молекулы нуклеиновых кислот всех типов живых организмов – линейные полимеры, не имеющие разветвлений, что доказано с помощью ряда методов (химических, ферментативных, электронной микроскопии). Наличие так называемых палиндромных шпилек, образующих своеобразные боковые отростки от линейной цепи ДНК, не следует считать нарушением ее линейности, так как в пределах каждой шпильки линейность структуры сохраняется. При суперспирализации ДНК также могут возникать своеобразные структуры, однако это тоже будут различные изгибы непрерывно продолжающейся линейной цепи. Роль мостика между нуклеотидами выполняет 3’,5’-фосфодиэфирная связь, соединяющая C-3’ D-рибозы (или 3’-дезоксирибозы) одного нуклеотида и C-5’ другого. 

В связи с этим полинуклеотидная цепь имеет определенное направление. На одном ее конце остается свободной 5’-OH-группа (начало цепи), на другом – 3’-OH-группа (конец цепи). Концевые гидроксильные группы могут быть этерифицированы фосфатом. Полное написание полинуклеотидных цепей сложно и громоздко, поэтому применяют схематическое изображение. Вертикальными прямыми линиями обозначают углеродные цепи сахаров с основаниями, присоединенными к C-1’ диагоналями с буквой P в середине – фосфодиэфирые связи между атомом C-3’ (вблизи середины прямой линии) и C-5’ (конец следующей линии). Используют также буквенную систему: буквами А, Г, Ц, Т, У обозначают азотистые основания, буквой ф – фосфатную группу. Если буква ф находися слева, этерифицирована группа при C-5’, справа – этерифицирована группа при C-3’ (рис. 4.1). Например, фА – аденозин-5’-фосфат, Аф – аденозин-3’-фосфат.  

Полинуклеотидная цепь несет множество фосфатных групп, которые легко диссоциируют, вследствие чего она приобретает отрицательный заряд. В связи с этим нуклеиновые кислоты в клетке во многих случаях связываются с основными белками, образуя нуклеопротеины. РНК входят в состав рибонуклеопротеинов (РНП), ДНК – дезоксирибонуклеопротеинов (ДНП). 

Нуклеопротеины экстрагируют обычно из клеток 1 M раствором нейтральных солей. Существенным моментов выделения нуклеиновых кислот является отщепление от нуклеопротеинов белков и их удаление. Этого можно достичь использованием в качестве растворителя белков фенола или смеси хлороформа с изоамиловым спиртом. С этой целью применяют также детергенты (додецилсульфат натрия) или расщепление белков протеиназами. Из последних особенно эффективна проназа (протеиназа Streptomyces griseus). После отделения белка нуклеиновую кислоту можно осадить, медленно прибавляя этанол. При препаративном выделении нуклеиновых кислот их получают в виде бариевых, натриевых или литиевых солей, в которых отрицательные заряды фосфатных групп экранировны катионами.  

В препаратах ДНК обнаруживаются в малых количествах Si, Mg, Ca, Sr и ряд других микроэлементов, которые, по-видимому, участвуют в стабилизации структуры. Есть предположение, что кремний в форме кремниевой кислоты может в некоторых случаях заменять фосфатные остатки в молекуле ДНК. 

Анисимов А.А. Основы биохимии. Стр. 183-185.