Нуклеин қышқылы - бұл жоғары молекулалық органикалық қосылыс, нуклеотидтердің қалдықтарынан түзілген биополимер. Нуклеин қышқылдары ДНҚ мен РНҚ барлық тірі организмдердің жасушаларында болады және тұқым қуалайтын ақпаратты сақтау, беру және жүзеге асырудың маңызды функцияларын орындайды.
1868 жылы швейцариялық химик Фридрих Мишер кейбір биологиялық заттарды зерттеу кезінде бұрын белгісіз затты тапты.
• 1889 жылы Ричард Альтман «нуклеин қышқылы» терминін енгізді, сонымен қатар құрамында ақуыз ластаушылары жоқ нуклеин қышқылдарын өндірудің ыңғайлы әдісін жасады..
• Левин және Якоб нуклеин қышқылдарының сілтілі гидролиз өнімін зерттей отырып, олардың негізгі компоненттерін - нуклеотидтер мен нуклеозидтерді анықтады, сонымен қатар олардың химиялық қасиеттерін дұрыс сипаттайтын құрылымдық формулаларын ұсынды.
• 1951 жылы Чаргаф нуклеин қышқылдарындағы әр түрлі типтегі нуклеотидтер құрамындағы заңдылықты орнатты, ол кейінірек Чаргаф ережесі атауын алды.
1953 жылы Уотсон мен Крик ДНҚ-ның екінші реттік ДНҚ құрылымын құрды.
Нуклеин қышқылдарының құрамы мен құрылысы
Нуклеин қышқылдарының толық емес гидролизі нәтижесінде нуклеотидтер түзіледі . Олар нуклеин қышқылдары полимер тізбегінде қайталанып отыратын күрделі құрылым буындары (монометрлері). Ал нуклеотидтерді одан әрі гидролиздесе, ортофосфор қышқылын және пентоза мен азотты негізге айырылатын нуклеозидтерді түзеді.
Нуклеин қышқылдарынын компоненттері
Көмірсулар Нуклеин қышқылдарының көмірсу компоненті пентоза болып табылады: D-рибоза немесе 2-дезокси-D-рибоза. Екі пентозалар әрқашан фураноза түрінде болады және аномериялық С-1’ атомының β конфигурациясына ие.
Азотты негіздер
Нуклеин қышқылдарына пиримидин қатарының гетероциклді негіздері: урацил, тимин, цитозин және пурин қатарлары: аденин және гуанин жатады.
Фосфор қышқылының қалдықтары (H3PO4) нуклеотидтердің құрамына кіреді және D-рибоза мен 2-дезокси-D-рибозаны 3’ ж/е 5’ позицияларында эфирлейді. Осыған байланысты нуклеотидтер мен полинуклеотидтерді, бір жағынан, нуклеозидтердің (фосфаттардың) күрделі эфирлері, ал екінші жағынан, қышқылдар деп санауға болады.
Нуклеозид
Нуклеозидтер моносахаридпен N-гликозидтік байланыспен байланысқан гетероциклді негіздерден тұрады. Бұл байланыстың пайда болуына моносахаридтің аномерлі көміртек атомы және N-1 азот атомдары қатысады. Көмірсу қалдықтарына байланысты нуклеозидтер рибонуклеозидтер мен дезоксирибонуклеозидтерге бөлінеді. Нуклеозидтердің номенклатуралық атаулары гликозидтердің атауларына ұқсас жасалған, мысалы, b-аденин рибофуранозид және т.б. жиі қолданылады:
Нуклеотидтер - пентоза фрагментін фосфор қышқылымен этерификациялау нәтижесінде пайда болатын нуклеозидтердің туындылары. Пентозаның құрылысына байланысты рибонуклеотидтер (мономерлі РНҚ бірліктері) және дезоксирибинуклеотидтер (мономерлі ДНҚ бірліктері) ажыратылады. 2-дезоксирибозада эфир байланысы formed түзілуі мүмкін екі ғана позиция бар, атап айтқанда 3 'және 5' позициялары. Рибонуклеотидтер жағдайында фосфат тобы 2 ', 3' және 5 'позицияларында орналасуы мүмкін. Барлық типтегі нуклеотидтер биологиялық жүйелерде кездеседі, бірақ нуклеозид-5¢-фосфаттар ең көп таралған. Фосфат қалдықтарының арқасында нуклеотидтер қышқылдардың қасиеттерін көрсетеді және физиологиялық жағдайда (рН = 7) толығымен иондалған күйде болады
Нуклеин қышқылдарының маңызы
Нуклеин қышқылдары биологиялық тұрғыдан маңызды рөл атқарады. Олар тірі организмдердегі генетикалық ақпаратты сақтайтын және тасымалдайтын клетканың (жасушаның) маңызды кұрам бөліктері болып табылады. Нуклеин қышқылдары белок биосинтезіне қатысады және тірі организмдерде тұқым қуалаушылықты сақтап, оның бір ұрпақтан екінші ұрпаққа берілуін қамтамасыз етеді. ДНҚ жасуша ядросының хромосомасында (99%), рибосомаларда және хлоропластарда, ал РНҚ ядрошықтарда, рибосомаларда, митохондрияда, пластидтер мен дитоплазмада кездеседі.
Олар клетканың қай бөлігінде шоғырланса, соған байланысты қызмет атқарады. ДНҚ организмдегі тұқым қуалаушылық ақпаратты сақтайтын гендердің құрылыс материалы болып табылады. Ал РНҚ үш түрлі болғандықтан: рибосомдық (р-РНҚ); тасымалдаушы (т-РНҚ) және ақпараттық (а-РНҚ) әр түрлі қызметтер атқарады. ДНҚ мен РНҚ қызметтері 1940 жылдардан бастап анықталып, түрлі биологиялық тәжірибелер арқылы дәлелденген. Осы зерттеулер нәтижесінде молекулалық генетика ғылымы жедел дами бастады.
