Гомология первичных структур ДНК и РНК, видовые различия первичной структуры нуклеиновых кислот

Мономеры в молекулах нуклеиновых кислот соединены сложноэфирной связью, образованной фосфатным остатком одного мононуклеотида и З'-гидроксильной группой пентозного остатка другого мононуклеотида (3',5'-фосфодиэфирная связь).

Межнуклеотидная 3',5'-фосфодиэфирная связь гидролитически расщепляется нуклеазами. Это большая группа ферментов, различающихся по специфичности. Есть нуклеазы, гидролизующие как РНК, так и ДНК, есть такие, которые расщеп­ляют только РНК (РНКазы) или только ДНК (ДНКазы). Одни из них отщепляют только концевые нуклеотиды (экзонуклеазы), другие гидролизуют внутренние связи (эндонуклеазы). Используя определенный набор нуклеаз, можно гидролизо-вать нуклеиновые кислоты до нуклеозидмонофосфатов — мономеров нуклеино­вых кислот. При этом в гидролизате РНК обнаруживается четыре типа рибонук-леозидмонофосфатов, а в гидролизате ДНК — четыре типа дезоксирибонуклео-зидмонофосфатов. Азотистые основания мономеров РНК и ДНК в трех случаях совпадают, а в одном — различны: УМФ (основание урацил) — в РНК, ТМФ (основание тимин) — в ДНК.

Таким образом, нуклеиновые кислоты представляют собой линейные полиме­ры нуклеозидмонофосфатов, полинуклеотиды. Концы полинуклеотида различа­ются по структуре: на одном конце имеется свободная 5'-фосфатная группа (5'-конец), на другом — свободная З'-ОН-группа (З'-конец).

Разные ДНК отличаются друг от друга числом мононуклеотидных остатков в молекуле, нуклеотидным составом и порядком чередования нуклеотидных остат­ков (фактически оснований, поскольку пентозофосфатные части у всех мономе­ров одинаковы). Так же отличаются друг от друга разные РНК. Для краткого изоб­ражения первичной структуры нуклеиновых кислот пользуются однобуквенными символами нуклеозидов: А — аденозин, G — гуанозин, С — цитидин, U — уридин, Т — тимидин. Первичная структура РНК может быть представлена, например, та­кой записью:

AUAAGUCCUA...

Запись структуры ДНК отмечается приставкой «д» (дезокси-):

д (СССАТАТТСА..)

Эти две записи, помимо символа «д», различаются еще тем, что в первой (РНК) не встречается символ Т, а во второй (ДНК) не встречается символ U.

При такой записи предполагается, что слева находится 5'-конец, справа — З'-конец. Иногда приходится писать полинуклеотиды противоположным образом; в этом случае во избежание путаницы вводят дополнительные приставки: (5'-3') AUAAG... — здесь 5'-конец слева; или (3'-5') GAAUA..., 5'-конец справа.

Из четырех разных нуклеотидов можно построить огромное количество нук­леиновых кислот, различающихся по первичной структуре. В этом отношении нуклеиновые кислоты сходны с белками.