Биохимические основы жизнедеятельности организма человека - Волков Н.И., Несен Э.Н. 2000

Биохимические основы жизнедеятельности организма человека
Биохимия нуклеиновых кислот
Обмен нуклеиновых кислот

Распад нуклеиновых кислот в процессе пищеварения. В кишечнике нуклеиновые кислоты под действием ферментов нуклеаз, которые выделя­ются с соком поджелудочной железы, распадаются до мононуклеотидов Последние подвергаются воздействию фосфатаз, в результате чего от мононуклеотида отщепляется остаток фосфорной кислоты (Н₃РО₄) и обра­зуется нуклеозид. Кишечный сок содержит также активные ферменты нуклеазидазы, которые расщепляют нуклеозиды на азотистые основания и пентозы. Продукты гидролиза нуклеотидов всасываются из кишечника в кровь, затем поступают в печень и другие ткани организма.

Распад нуклеиновых кислот в тканях организма. Тканевой распад осуществляется ДНК-азами и РНК-азами. Под их воздействием нуклеино­вые кислоты распадаются на нуклеотиды, а последние — на азотистые основания, пентозы и Н₃РО₄. Дальнейший распад азотистых оснований и углеводов происходит в процессе их окисления. Пентозы включаются в пентозный цикл распада углеводов до СО₂ и Н₂О. Пуриновые основания (А и Г) подвергаются дезаминированию и окислению до мочевой кислоты, которая выводится из организма с мочой:

У пиримидиновых оснований в ходе превращения в тканях разрушает­ся их циклическая структура и образуется нециклическая аминокислота. Так, конечными продуктами распада урацила являются аминокислота ß-аланин, аммиак и углекислый газ:

Образующиеся ß-аминокислоты могут подвергаться дальнейшим превращениям, например ß-аланин участвует в синтезе кофермента А, а NH₃ и СО₂ выводятся из организма. Усиленный распад нуклеиновых кис­лот в тканях приводит к увеличению количества свободного аммиака, ко­торый связывается в печени в процессе синтеза мочевины или выводит­ся с мочой в виде солей.

Синтез нуклеиновых кислот. Первичный синтез пуриновых осно­ваний в тканях осуществляется в результате ферментативных превраще­ний глицина, глутамина, муравьиной и аспарагиновой кислот, а также СО₂. Образуется он при участии рибозофосфата через инозиновую кислоту:

Пиримидиновые основания образуются из карбамилфосфата, аспара­гиновой кислоты и рибозофосфата через оротидиловую кислоту как про­межуточный продукт синтеза:

Под действием ферментов вначале происходит синтез нуклеотидов, а затем — и нуклеиновых кислот ДНК и РНК.

Интенсивный синтез ДНК осуществляется в процессе клеточного де­ления за счет репликации ДНК. Этот процесс начинается с разрыва водо­родных связей между двумя комплементарными цепями спиральной моле­кулы ДНК (см. рис. 80). Спирали расходятся, и каждая достраивает свою новую полинуклеотидную цепь за счет свободных нуклеотидов. Образуют­ся две идентичные молекулы ДНК. При этом сохраняется расположение нуклеотидов, характерное для данного вида организма. В этих процессах участвует фермент ДНК-полимераза.

Синтез РНК протекает на одной из цепей ДНК как на матрице. Катали­зируют этот процесс ферменты РНК-полимеразы. В синтезе участвует толь­ко небольшой участок ДНК (ген или группа взаимосвязанных генов), кото­рый копируется путем синтеза комплементарной полинукпеотидной цепи.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какова роль нуклеиновых кислот в организме?

2. Назовите основные структурные компоненты нуклеиновых кислот.

3. Как построен нуклеотид?

4. Какие нуклеотиды участвуют в регуляции обмена веществ и энергии в организме?

5. Каковы особенности строения, свойства и выполняемые функции ДНК и РНК?

6. В чем суть процесса репликации ДНК?

7. Что понимают под геном и геномом? Что такое генетический код?

8. Каковы особенности распада и синтеза нуклеиновых кислот в системе пищеварения и в тканях организма?