Пуриновые основания

NH₂ O

C N C N

N C HN C

CH CH

HC C C C

N N H₂N N N

H H

аденин гуанин

Эти вещества характеризуются высокой стабильностью, которая является следствием сопряжения системы π- и р-электронов и находит отражение в значениях энергии сопряжения, возрастающей в ряду: бензол – пиримидин – пурин:

N N N

CH

N N N – H

155 кДж/моль 126-189 кДж/моль 210-336 кДж/моль

Из всех гетероциклических оснований, встречающихся в природе, наибольшей энергией сопряжения обладает аденин, имеющий исключительное значение в биохимии. Энергетические затраты на синтез, не превышающие 210-252 кДж/моль, компенсируются его высокой энергией сопряжения.

Так как многие биохимические реакции протекают через стадию образования комплексов переноса заряда, то следует отметить, что пурины являются хорошими донорами электронов, особенно гуанин. Энергия его высшей заполненной молекулярной орбитали имеет довольно высокое значение. Пурины, подобно пиримидинам, обладают слабыми основными свойствами, что проявляется в биохимических процессах.

В состав нуклеиновых кислот и нуклеотидных коферментов входят следующие моносахариды: β-D-2-дезоксирибоза (ДНК), : β- D-рибоза (РНК):

_{5 5}

НО Н НОН₂С О ОН НО Н НОН₂С О ОН

С С

Н Н О ⁴ Н Н ¹ Н ОН О ⁴ Н Н ¹

Н ОН Н ^{3 2} Н Н ОН Н ^{3 2} Н

Н ОН Н Н ОН ОН

СН₂ОН СН₂ОН

формула Фишера формула Хеуорзса формула Фишера формула Хеуорзса

β -D-2-дезоксирибоза β -D-рибоза

Моносахарид и гетероциклическое основание, связанные гликозидной связью между С₁ пентозы и атомом азота, образуют нуклеозиды.

Различают дезоксирибонуклеозиды и рибонуклеозиды:

O NH₂

C⁶ CH₃ C N

H – N¹ C⁵ N C

CH

C² C⁴ HC C

O N³ N N

_5΄

HOH₂C O HOH₂C O

^4΄ H H ^1΄ H H

H _{3΄ 2΄} HH H

OH H OH H

3-(2΄-дезокси-β-D-рибофуранозил)-тимин 9-(2΄-β-D-рибофуранозил)-аденин

(дезокситимидин) (дезоксиаденозин)

Мононуклеотиды – монофосфорные эфиры нуклеозидов – состоят из гетероциклических оснований, моносахаридов и остатков фосфорной кислоты и являются:

а) мономерными звеньями, из которых состоят полимерные цепи нуклеиновых кислот;

б) структурными единицами нуклеотидных коферментов:

O NH₂

C⁶ CH₃ C N

H – N¹ C⁵ N C

CH

C² C⁴ HC C

O N³ N N

НО _5΄ НО

О = Р – OH₂C O О = Р– OH₂C O

НО НО

^4΄ H H ^1΄ H H

H _{3΄ 2΄} HH H

OH H OH H

дезокситимидин-5΄-фосфорная кислота дезоксиаденозин-5΄-фосфорная кислота

Для установления строения нуклеиновых кислот, как и всякого полимера, следует выяснить:

а) строение мономерного звена, характер связи между между мономерными звеньями и, следовательно, строение полимерной цепи;

б) взаимное расположение полимерных цепей в пространстве, конфигурацию и природу сил, возникающих между ними.

Мономерным звеном нуклеиновых кислот являются мононуклеотиды

О

( нуклеозид – О – Р – ОН ).

ОН

Они связаны между собой сложноэфирными связями в полимерную цепь:

…– углевод – фосфорная кислота – углевод – фосфорная кислота - …