Гонський Я.І., Максимчук Т.П. Біохімія людини

Подождите немного. Документ загружается.

443

Ðèñ. 11.6. Ñõåìà ñòðóêòóðíî¿ îðãàí³çàö³¿

ÄÍÊ â õðîìàòèí³ õðîìîñîì.

íîê ÄÍÊ ì³æ íóêëåîñîìàìè ñêëàäàº áëèçüêî 50 íóêëåîòèäíèõ ïàð. Öå

òàê çâàíà ç’ºäíóâàëüíà (ë³íêåðíà, ñïåéñåðíà) ÄÍÊ, ç ÿêîþ çâ’ÿçàíèé

ã³ñòîí Í

. Íóêëåîñîìíà íèòêà íàìèñòà óêëàäàºòüñÿ ùå êîìïàêòí³øå ó

ïðîñòîð³ íåäîñòàòíüî âèâ÷åíèì ñïîñîáîì. Ó ðåçóëüòàò³ ñòóï³íü óêîðî-

÷åííÿ ÄÍÊ ïðè óêëàäàíí³ â õðîìàòèäè äîñÿãàº äåê³ëüêîõ ì³ëüéîí³â.

Ñòðóêòóðà

ã³ñòîí³â

íóêëåîñîì

b Г

ã³ñòîíè

Íóêëåîñîìà

Ïåðåìè÷êà

Ñóïåðñï³ðàëü

õðîìàòèíóÖåíòðîìåðà

Õðîìîñîìà

ÄÍÊ

2 нм

10 нм 20 нм

Ðèñ. 11.5. Íóêëåîñîìè (çà Ëåí³íäæåðîì):

À – ñõåìàòè÷íå çîáðàæåííÿ âèòÿãíóòî¿ ä³ëÿíêè õðîìàòèíîâîãî âîëîêíà;

Á – ñõåìàòè÷íå çîáðàæåííÿ êîìïàêòíî¿ ñòðóêòóðè, óòâîðåíî¿ íóêëåîñîìàìè

òà ñïåéñåðíèìè ä³ëÿíêàìè ÄÍÊ.

Гістон НІ

Спейсерна

ділянка ДНК

з’єднує окремі

нуклеосоми

Дволанцюгова ДНК,

обвита навколо

структури, яка містить

8 молекул гістонів –

по 2 молекули Н2А,

Н2В, Н3 і Н4

10 нм

Ланцюг ДНК

Гістонова

серцевина

ÀÁ

444

Òàêà áàãàòîðàçîâà ñï³ðàë³çàö³ÿ ÄÍÊ ñêëàäàº ¿¿ òðåòèííó ñòðóêòóðó (ðèñ.

11.4), ÿêà çàáåçïå÷óº ù³ëüíó óïàêîâêó ÄÍÊ â ÿäð³ êë³òèíè. ²íàêøå, òðå-

òèííà ñòðóêòóðà ÄÍÊ – öå áóäîâà, çóìîâëåíà äîäàòêîâèì ñêðó÷óâàííÿì

(ñóïåðñï³ðàë³çàö³ÿ) â ïðîñòîð³ âòîðèííî¿ ñòðóêòóðè ÄÍÊ.

Êð³ì ÿäåðíèõ ÄÍÊ, ó êë³òèíàõ åóêàð³îò³â º ì³òîõîíäð³àëüíà ÄÍÊ,

ÿêà êîäóº ì³òîõîíäð³àëüí³ òÐÍÊ ³ ðÐÍÊ, à òàêîæ äåê³ëüêà ì³òîõîíäð³-

àëüíèõ á³ëê³â. Ì³òîõîíäð³àëüí³ ÄÍÊ çíà÷íî ìåíø³, í³æ ÿäåðí³, ìàþòü

ñòðóêòóðó äâîëàíöþãîâîãî ê³ëüöÿ ³ íå çâ’ÿçàí³ ç ã³ñòîíàìè.

2.3. Ñòðóêòóðà ðèáîíóêëå¿íîâèõ êèñëîò

Ìîëåêóëà ÐÍÊ ïîáóäîâàíà ³ç ìîíîðèáîíóêëåîòèä³â, ç’ºäíàíèõ â

îäèí ëàíöþã. Ó ñêëàä ÐÍÊ âõîäÿòü ³ç àçîòîâèõ îñíîâ àäåí³í, ãóàí³í,

óðàöèë ³ öèòîçèí, ³ç ïåíòîç – ðèáîçà, º ùå é ôîñôîðíà êèñëîòà (ðèñ. 11.7).

²ñíóþòü òðè ãîëîâí³ òèïè ÐÍÊ, ÿê³ â³äð³çíÿþòüñÿ íóêëåîòèäíèì ñêëà-

äîì, ðîçì³ðàìè, ëîêàë³çàö³ºþ ó êë³òèí³ ³ ôóíêö³ÿìè.

1. Òðàíñïîðòí³ ÐÍÊ (òÐÍÊ). Íà ¿õ ÷àñòêó ïðèïà-

äàº áëèçüêî 16 % óñ³º¿ ÐÍÊ êë³òèíè. Ìîëåêóëè òÐÍÊ

íàéìåíø³ ³ç óñ³õ íóêëå¿íîâèõ êèñëîò, ì³ñòÿòü 73-93

íóêëåîòèäè, ùî â³äïîâ³äàº ìîëåêóëÿðí³é ìàñ³ 24000-

31000. Ó êîæí³é êë³òèí³ º äåê³ëüêà äåñÿòê³â ð³çíèõ

âèä³â òÐÍÊ. Ïåðâèíí³ ñòðóêòóðè á³ëüøîñò³ òÐÍÊ, âè-

ä³ëåíèõ ³ç ð³çíèõ âèä³â îðãàí³çì³â, ðîçøèôðîâàí³. Ïðè

¿õ ïîð³âíÿíí³ âèÿâëåíî ðÿä ñï³ëüíèõ îçíàê, õàðàê-

òåðíèõ äëÿ ñòðóêòóðè òÐÍÊ. Êð³ì ãîëîâíèõ íóêëåî-

òèä³â (À, Ã, Ö ³ Ó), êîæíà ìîëåêóëà òÐÍÊ ì³ñòèòü 8

àáî á³ëüøå íóêëåîòèä³â ç ì³íîðíèìè îñíîâàìè, ÿêèõ

çàðàç â³äêðèòî ïîíàä 50. Ñåðåä íèõ º ìåòèëüîâàí³

ïîõ³äí³ ãîëîâíèõ îñíîâ, à òàêîæ ïñåâäîóðèäèí (ðè-

áîçà, ïðèºäíàíà äî óðàöèëó íå ÷åðåç N-1, à ÷åðåç Ñ-

5), äèã³äðîóðèäèí, ðèáîòèì³äèí (ì³ñòèòü òèì³í). Ìîäè-

ô³êîâàí³ íóêëåîòèäè ðîçì³ùóþòüñÿ â ïåâíèõ ä³ëÿí-

êàõ ìîëåêóëè, ùî ìàº â³äíîøåííÿ äî ñòðóêòóðè ³,

ìîæëèâî, ôóíêö³¿ òÐÍÊ. Ó á³ëüøîñò³ òÐÍÊ íà 5’-ê³íö³

çíàõîäèòüñÿ çàëèøîê ãóàí³ëîâî¿ êèñëîòè, à íà 3’-ê³íö³

âñ³õ òÐÍÊ – òðèíóêëåîòèäíà ïîñë³äîâí³ñòü – Ö-Ö-

À.

Îäíîëàíöþãîâ³ ìîëåêóëè òÐÍÊ çãîðòàþòüñÿ ó

ïðîñòîð³ òàêèì ÷èíîì, ùî íà 4 ä³ëÿíêàõ óòâîðþ-

þòüñÿ ñïàðåí³ ñòðóêòóðè òèïó ïîäâ³éíî¿ ñï³ðàë³.

Âîíè ðîçä³ëåí³ íåñï³ðàë³çîâàíèìè ä³ëÿíêàìè (ïåò-

ëÿìè). Äâîì³ðíå (ïëîñêå) çîáðàæåííÿ ñòðóêòóðè

òÐÍÊ ç ìàêñèìàëüíî ìîæëèâèì ÷èñëîì âíóòð³ø-

íüîìîëåêóëÿðíèõ êîìïëåìåíòàðíèõ ïàð ìàº âèãëÿä

“ëèñòêà êîíþøèíè” (ðèñ. 11.8). Ïðîòå âñòàíîâëåíà

Ðèñ. 11.7. Ïåðâèííà

ñòðóêòóðà ÐÍÊ.

445

ìåòîäîì ðåíòãåíîñòðóêòóðíîãî àíàë³çó òðèì³ðíà ñòðóêòóðà íàãàäóº áóê-

âó “Ã”. Ó òðèì³ðí³é ñòðóêòóð³ ðîçð³çíÿþòü ò³ æ äâîñï³ðàëüí³ ä³ëÿíêè ³

ïåðåõ³äí³ ïåòë³, àëå äîäàòêîâ³ âîäíåâ³ çâ’ÿçêè çãèíàþòü “ëèñòîê êîíþ-

øèíè” ó Ã-ïîä³áíó ñòðóêòóðó.

Òðàíñïîðòí³ ÐÍÊ âèêîíóþòü ðîëü àäàïòîðà, òîáòî âîíè ñïåöèô³÷íî

ïðèºäíóþòü àì³íîêèñ-

ëîòè ³ çàáåçïå÷óþòü

ïðàâèëüíå âêëþ÷åííÿ

¿õ ó ïîë³ïåïòèäíèé ëàí-

öþã ï³ä ÷àñ ñèíòåçó

á³ëêà. Àì³íîêèñëîòè

ïðèºäíóþòüñÿ ñêëàä-

íîåô³ðíèì çâ’ÿçêîì äî

àäåí³ëîâî¿ êèñëîòè íà

3’-ê³íö³ òÐÍÊ. Â àíòè-

êîäîíîâ³é ïåòë³ òÐÍÊ

ì³ñòèòüñÿ òðèïëåò, ùî

íàçèâàºòüñÿ àíòèêîäî-

íîì ³ º êîìïëåìåíòàð-

íèì êîäîíó ìàòðè÷íî¿

ÐÍÊ. Êîæíà òÐÍÊ ìàº

ñâ³é îñîáëèâèé àíòèêî-

äîí.

2. Ðèáîñîìí³ ÐÍÊ

(ðÐÍÊ). Íà ÷àñòêó

Ðèñ. 11.8. Ñòðóêòóðà òÐÍÊ:

À – çàãàëüíà ñòðóêòóðà ð³çíèõ

ÒÐÍÊ;

Á – ïðîñòîðîâà ñòðóêòóðà

ÒÐÍÊ.

Ä³ëÿíêà

çâ’ÿçóâàííÿ

àì³íîêèñëîò

Äîäàòêîâà

ïåòëÿ

Ïåòëÿ, ÿêà

ì³ñòèòü

äèã³äðî-

óðèäèí

Ïåòëÿ, ÿêà

ì³ñòèòü

àíòèêîäîí

Піримідин

Пурин-СН

Антикодон

Ïñåâäî-

óðèäèëîâà

ïåòëÿ

ОН

3’

5’

Ïåòëÿ, ÿêà

ì³ñòèòü

äèã³äðî-

óðèäèí

Ïåòëÿ, ÿêà

ì³ñòèòü

àíòèêîäîí

Ä³ëÿíêà

çâ’ÿçóâàííÿ

àì³íîêèñëîò

ОН

3’

5’

Ðèñ. 11.9. Êîìïîíåíòè ðèáîñîì åóêàð³îò³â.

80S рибосома

60S субодиниця

40S субодиниця

28S pРНК

5,8S рРНК

5S рРНК

(по одній молекулі

кожного РНК)

18S pРНКБлизько 50

різних

молекул

білків

Близько 30

різних

молекул

білків

[Mg

] < 0,1 ммоль/л

446

ðÐÍÊ ïðèïàäàº áëèçüêî 80 % óñ³º¿ ÐÍÊ êë³òèíè. Ðèáîñîìè åóêàð³îòè÷íèõ

êë³òèí ñêëàäàþòüñÿ ³ç äâîõ ñóá÷àñ-

òèíîê ³ âêëþ÷àþòü äåê³ëüêà ìîëåêóë ÐÍÊ ³ ïîíàä 70 ð³çíèõ á³ëê³â (ðèñ. 11.9).

Ðèáîñîìí³ ÐÍÊ ïîä³ëÿþòüñÿ çà êîåô³ö³ºíòîì ñåäèìåíòàö³¿: 5S-ÐÍÊ (121

íóêëåîòèä), 5,8S-ÐÍÊ (155 íóêëåîòèä³â) ³ 28S-ÐÍÊ (4000 íóêëåîòèä³â) âå-

ëèêî¿ ñóá÷àñòèíêè; 18S-ÐÍÊ (ïðèáëèçíî 2000 íóêëåîòèä³â) ìàëî¿ ñóá÷à-

ñòèíêè. Êîåô³ö³ºíò ñåäèìåíòàö³¿ äëÿ îáîõ ñóáîäèíèöü ñêëàäàº 80S ³

ìîëåêóëÿðíà ìàñà ¿õ äîð³âíþº 4,5 ìëí. Ïðîñòîðîâà ñòðóêòóðà ðÐÍÊ, ÿê

³ ñóá÷àñòèíîê ðèáîñîì, äî ê³íöÿ íå âèâ÷åíà. Ïîêàçàíî, ùî â îäíîëàí-

öþãîâèõ ìîëåêóëàõ ðÐÍÊ º áàãàòî ñï³ðàë³çîâàíèõ ä³ëÿíîê (“øïèëüîê”).

ðÐÍÊ âèêîíóþòü ðîëü êàðêàñ³â äëÿ çâ’ÿçóâàííÿ ó ïåâíîìó ïîðÿäêó ðè-

áîñîìíèõ á³ëê³â, à ìîæëèâî, ³ ÿê³ñü ñïåöèô³÷í³ ôóíêö³¿ ï³ä ÷àñ ñèíòåçó

á³ëêà.

3. Ìàòðè÷í³, àáî ³íôîðìàö³éí³, ÐÍÊ (ìÐÍÊ). Íà ¿õ ÷àñòêó ïðèïàäàº

2-4 % çàãàëüíî¿ ÐÍÊ êë³òèíè, àëå ó êë³òèíàõ åóêàð³îò³â ìîæóòü ñèíòåçó-

âàòèñü òèñÿ÷³ ð³çíèõ ìîëåêóë ìÐÍÊ. Óñ³ âîíè º îäíîëàíöþãîâèìè ìîëå-

êóëàìè ð³çíî¿ äîâæèíè ç óí³êàëüíîþ íóêëåîòèäíîþ ïîñë³äîâí³ñòþ.

Íà 3’-ê³íö³ ìÐÍÊ çâ’ÿçóºòüñÿ ç 100-200 ïîñë³äîâíî ç’ºäíàíèìè çà-

ëèøêàìè àäåí³ëîâî¿ êèñëîòè (“õâ³ñò”), à íà 5’-ê³íö³ – ³ç çàëèøêîì 7-ìåòèë-

ãóàíîçèíó òðèôîñôàòíèì ì³ñòêîì (“êåï”, àáî “øàïî÷êà”). “Õâ³ñò” ³ “øà-

ïî÷êà”, ìîæëèâî, îõîðîíÿþòü ìÐÍÊ â³ä ðîçùåïëåííÿ íóêëåàçàìè. Äà-

íèõ ïðî òðåòèííó ñòðóêòóðó ìÐÍÊ ïîêè ùî íåìàº.

ÒÅÑÒÎÂ² ÇÀÂÄÀÍÍß ÄËß ÑÀÌÎÊÎÍÒÐÎËÞ Ç ÐÎÇÄ²ËÓ

"ÑÒÐÓÊÒÓÐÀ ÍÓÊËÅ¯ÍÎÂÈÕ ÊÈÑËÎÒ"

1. Äëÿ òðàíñïîðòíèõ ÐÍÊ (ò-ÐÍÊ) õàðàêòåðíèìè º òàê³ âëàñòèâîñò³, êð³ì:

À. Êîäóþòü ñèíòåç á³ëêà

Â. Ì³ñòèòü îäèí ïîë³ïåïòèäíèé ëàíöþã

Ñ. Òðàíñïîðòóþòü àì³íîêèñëîòè äî ì³ñöÿ ñèíòåçó á³ëêà

D. Âòîðèííà ñòðóêòóðà ìàº âèãëÿä ëèñòêà êîíþøèíè.

Å. Ìàþòü â³äíîñíî íåâèñîêó ìîëåêóëÿðíó ìàñó.

2. Íóêëå¿íîâ³ êèñëîòè – ë³í³éí³ ïîë³ìåðè, â ÿêèõ íóêëåîòèäí³ çàëèøêè

ç'ºäíàí³ ì³æ ñîáîþ ç äîïîìîãîþ:

À. Âîäíåâèõ çâ'ÿçê³â.

Â. ²îííèõ çâ'ÿçê³â.

Ñ. 3’,5’-ôîñôîä³åô³ðíèõ çâ'ÿçê³â.

D. Êîîðäèíàö³éíèõ çâ'ÿçê³â.

Å. Ãë³êîçèäíèõ çâ'ÿçê³â.

3. Ó ìîëåêóë³ ÄÍÊ ÷èñëî çàëèøê³â àäåí³íó çàâæäè ð³âíå ÷èñëó çàëèøê³â:

À. Òèì³íó.

Â. Ãóàí³íó.

Ñ. Öèòîçèíó.

D. Êñàíòèíó.

Å. Óðàöèëó.

447

4. Íà îäèí çàâèòîê ïîäâ³éíî¿ ñï³ðàë³ ÄÍÊ ïðèõîäèòüñÿ íàñòóïíå ÷èñëî

ïàð îñíîâ:

À. 5.

Â. 10.

Ñ. 20.

D. 100.

Å. 200.

5. ßêèé ç íèæ÷åâêàçàíèõ âóãëåâîä³â âõîäèòü â ñêëàä ÐÍÊ:

À. β-Ä-ðèáîôóðàíîçà.

Â. Ðàìíîçà.

Ñ. β-Ä-ôðóêòîôóðàíîçà.

D. β-Ä-äåçîêñèðèáîôóðàíîçà.

Å. β-Ä-ãàëàêòîï³ðàíîçà.

6. ßê³ ïóðèíîâ³ îñíîâè º ì³íîðíèìè?

À. Àäåí³í.

Â. Ãóàí³í.

Ñ. Òèì³í.

D. Ïóðèí.

Å. Ìåòèëàäåí³í.

7. Íóêëåîçèäàìè ç ïåðåðàõîâàíèõ íèæ÷å ñïîëóê º:

À. Àäåíîçèí.

Â. 2’-äåçîêñèòèì³äèí.

Ñ. Àäåí³íðèáîíóêëåîçèäìîíîôîñôàò.

D. Àäåí³ëîâà êèñëîòà.

Å. Öèòîçèí.

8. Ç ÿêîþ ñïîëóêîþ öèòîçèí ç'ºäíóºòüñÿ âîäíåâèìè çâ'ÿçêàìè?

À. Àäåí³í.

Â. Êñàíòèí.

Ñ. Ãóàí³í.

D. Ã³ïîêñàíòèí.

Å. Óðàöèë.

9. ßêèé ç íèæ÷åâêàçàíèõ âóãëåâîä³â âõîäèòü äî ñêëàäó ÄÍÊ?

À. α-Ä-äåçîêñèðèáîôóðàíîçà.

Â. Ðàìíîçà.

Ñ. β-Ä-ôðóêòîôóðàíîçà.

D. β-Ä-ðèáîôóðàíîçà.

Å. β-Ä-ãàëàêòîï³ðàíîçà.

10. Ñê³ëüêè âîäíåâèõ çâ'ÿçê³â óòâîðþºòüñÿ ì³æ àäåí³íîì ³ òèì³íîì?

À. 2.

Â. 5.

Ñ. 10.

D. 15.

Å. 3.

11. Ñê³ëüêè âîäíåâèõ çâ'ÿçê³â óòâîðþºòüñÿ ì³æ öèòîçèíîì òà ãóàí³íîì?

À. 2.

Â. 3.

Ñ. 10.

D. 15.

Å. 5.

448

ÐÎÇÄ²Ë 12. ÎÁÌ²Í ÍÓÊËÅÎÒÈÄ²Â

Ó ïðîöåñ³ òðàâëåííÿ íóêëå¿íîâ³ êèñëîòè ¿æ³ ðîçïàäàþòüñÿ äî íóê-

ëåîòèä³â ³ íóêëåîçèä³â, ÿê³ âñìîêòóþòüñÿ êë³òèíàìè ñëèçîâî¿ êèøå÷íè-

êà. Àëå íàÿâí³ñòü ¿õ ó ¿æ³ íå îáîâ'ÿçêîâà, îñê³ëüêè ìàéæå âñ³ êë³òèíè

îðãàí³çìó ñèíòåçóþòü íóêëåîòèäè ³ç àì³íîêèñëîò, ä³îêñèäó âóãëåöþ é

àì³àêó. Ñèíòåç ïóðèíîâèõ ³ ï³ðèì³äèíîâèõ íóêëåîòèä³â ³ç íåíóêëåîòèä-

íèõ ïîïåðåäíèê³â – áàãàòîñòàä³éíèé ïðîöåñ, ùî âèìàãàº çàòðàò åíåðã³¿.

Êð³ì öüîãî øëÿõó á³îñèíòåçó, ÿêèé íàçèâàþòü de novo, íóêëåîòèäè

ìîæóòü ñèíòåçóâàòèñü ³ç ãîòîâèõ ïóðèíîâèõ ³ ï³ðèì³äèíîâèõ îñíîâ, ùî

óòâîðþþòüñÿ ³ç íóêëå¿íîâèõ êèñëîò ³ íóêëåîòèä³â ó êèøêîâîìó òðàêò³

÷è â ïðîöåñ³ âíóòð³øíüîêë³òèííîãî ðîçïàäó. Äðóãèé øëÿõ ñèíòåçó íóê-

ëåîòèä³â çíà÷íî ïðîñò³øèé, í³æ ñèíòåç de novo, âèìàãàº ìåíøî¿ ê³ëüêîñò³

ÀÒÔ ³ ïîçíà÷àºòüñÿ ÿê çàïàñíèé øëÿõ. Â³äíîñíå çíà÷åííÿ öèõ äâîõ

øëÿõ³â ñèíòåçó íóêëåîòèä³â ìîæå çíà÷íî â³äð³çíÿòèñü äëÿ ð³çíèõ êë³òèí.

Íóêëå¿íîâ³ êèñëîòè ã³äðîë³çóþòüñÿ ï³ä ä³ºþ íóêëåàç ï³äøëóíêîâî-

ãî ñîêó. Ðîçð³çíÿþòü ðèáîíóêëåàçè (ÐÍÊàçè) ³ äåçîêñèðèáîíóêëåàçè

(ÄÍÊàçè). Ïðîäóêòàìè ã³äðîë³çó º îë³ãî- ³ ìîíîíóêëåîòèäè. Ôîñôîä³-

åñòåðàçè ñëèçîâî¿ êèøå÷íèêà ðîçùåïëþþòü îë³ãîíóêëåîòèäè äî ìîíî-

íóêëåîòèä³â. Â³ëüí³ íóêëåîòèäè ã³äðîë³çóþòüñÿ êèøêîâèìè ôîñôàòàçàìè

äî íóêëåîçèä³â ³ ôîñôîðíî¿ êèñëîòè. Íóêëåîçèäè àáñîðáóþòüñÿ ³ â êë³òè-

íàõ ñëèçîâî¿ êèøå÷íèêà ìîæóòü ðîçùåïëþâàòèñü äî â³ëüíèõ àçîòîâèõ

îñíîâ. Òêàíèíí³ íóêëåàçè, íóêëåîòèäàçè, íóêëåîçèäàçè ³ íóêëåîçèäôîñ-

ôîðèëàçè ïîåòàïíî ðîçùåïëþþòü êë³òèíí³ íóêëå¿íîâ³ êèñëîòè äî â³ëüíèõ

àçîòîâèõ îñíîâ, ÿê³ ïåðåòâîðþþòüñÿ äàë³ ó ê³íöåâ³ ïðîäóêòè – ñå÷îâó

êèñëîòó ³ç ïóðèí³â òà ñå÷îâèíó ³ áåòà-àì³íîêèñëîòè ³ç ï³ðèì³äèí³â.

1. Á²ÎÑÈÍÒÅÇ ÏÓÐÈÍÎÂÈÕ ÍÓÊËÅÎÒÈÄ²Â

Äîñë³äæåííÿ ñïîëóê, ùî ì³ñòÿòü ì³÷åí³ ³çîòîïè

Ñ ³

N, äîçâîëè-

ëè âèÿâèòè ïîïåðåäíèêè íóêëåîòèä³â. Âñòàíîâëåíî, ùî ïóðèíîâå ÿäðî

íóêëåîòèä³â ñèíòåçóºòüñÿ ³ç àòîì³â àì³íîêèñëîò ãë³öèíó, ãëóòàì³íó,

àñïàðòàòó, ÑÎ

³ îäíîâóãëåöåâèõ ãðóï, ÿê³ òàêîæ óòâîðþþòüñÿ ³ç àì³-

íîêèñëîò ³ ïåðåíîñÿòüñÿ òåòðàã³äðîôîë³ºâîþ êèñëîòîþ. Íà ðèñ. 12.1

ïîêàçàíå ïîõîäæåííÿ àòîì³â, ÿê³ óòâîðþþòü ïóðèíîâå ÿäðî. Äðóãèé

êîìïîíåíò íóêëåîòèä³â – ðèáîçîôîñôàò – óòâîðþºòüñÿ â ïåíòîçî-

ôîñôàòíîìó öèêë³ ³ç ãëþêîçè. Ïóðèíîâå ê³ëüöå ñèíòåçóºòüñÿ íà ðèáî-

449

Ðèñ. 12.1. Ïîõîäæåííÿ àòîì³â ïóðèíîâîãî ÿäðà.

СО

Аспартат

Гліцин

Метеніл-

ТГФК

Форміл-

ТГФК

Глутамін

çî-5-ôîñôàò³ øëÿõîì ïîñòó-

ïîâîãî íàðîùóâàííÿ àòîì³â

àçîòó ³ âóãëåöþ ³ çàìèêàííÿ

ê³ëåöü.

Á³îñèíòåç ïóðèíîâèõ íóê-

ëåîòèä³â ó çàãàëüíîìó îäíàêî-

âèé ÿê äëÿ ññàâö³â, òàê ³ äëÿ

ïòàõ³â, äð³æäæ³â ³ áàêòåð³é.

Âåñü øëÿõ á³îñèíòåçó âêëþ÷àº

11 ïîñë³äîâíèõ ðåàêö³é, ó õîä³

ÿêèõ çä³éñíþºòüñÿ ïîñòóïîâå âêëþ÷åííÿ ïîïåðåäíèê³â íóêëåîòèä³â ³

íàðîùóâàííÿ öèêë³÷íî¿ ñòðóêòóðè, ùî çàâåðøóºòüñÿ óòâîðåííÿì ³íîçè-

íîâî¿ êèñëîòè. Ç îñòàííüî¿ â íàñòóïíèõ ðåàêö³ÿõ óòâîðþþòüñÿ àäåí³ëî-

âà ³ ãóàí³ëîâà êèñëîòè.

Ïåðøîþ ðåàêö³ºþ íà øëÿõó óòâîðåííÿ ïóðèíîâèõ íóêëåîòèä³â º

óòâîðåííÿ 5-ôîñôîðèáîçèë-1-ï³ðîôîñôàòó (ÔÐÏÔ). Ñóáñòðàòàìè ö³º¿

ðåàêö³¿ º ÀÒÔ ³ ðèáîçî-5-ôîñôàò:

Óòâîðåíèé ôîñôîðèáîçèëï³ðîôîñôàò âçàºìîä³º ³ç ãëóòàì³íîì, ùî

ñóïðîâîäæóºòüñÿ óòâîðåííÿì ðèáîçîôîñôàòàì³íó (ñòàä³ÿ 2):

Íà ñòàä³¿ 3 â³äáóâàºòüñÿ ðåàêö³ÿ ì³æ ðèáîçîôîñôàòàì³íîì òà ãë³öè-

íîì. Âîíà êàòàë³çóºòüñÿ ðèáîçîôîñôàòãë³öèíàì³äñèíòåòàçîþ. Íàñë³äêîì

ö³º¿ ðåàêö³¿ º ãë³öèíàì³äðèáîíóêëåîòèä. Íà óòâîðåííÿ àì³äíîãî çâ’ÿçêó

âèêîðèñòîâóºòüñÿ îäíà ìîëåêóëà ÀÒÔ:

OH OH

OCH

ФРПФ

(R-ðèáîçî-

ôîñôàòàì³í)

ðèáîçîôîñôàòàì³í

RNHCCH

RNH

рибозофосфат-

гліцинамідсинтетаза

ãë³öèíàì³äðèáî-

íóêëåîòèä

гліцин

АТФ АДФ+Ф

OH OH

OCH

пірофосфорилаза

OCH

ðèáîçî-5-ôîñôàò ÔÐÏÔ

АТФ АМФ

амідотрансфераза

глутамін

глутамат

ФФ

450

HOH

ТГФК

=CH–ТГФК

N-ôîðì³ëãë³öèíàì³ä-

ðèáîíóêëåîòèä

NNH

глутамін глутамат

АТФ+НОН АДФ+Ф

N-ôîðì³ëãë³öèíàì³ä-

ðèáîíóêëåîòèä-

àì³äîë³ãàçà

N-ôîðì³ëãë³öèíàì³äèí-

ðèáîíóêëåîòèä

АТФ АДФ+Ф

ñèíòåòàçà

5-àì³íî³ì³äàçîëðèáîíóêëåîòèä

HOOCCO

Àì³íî³ì³äàçîëêàðáîêñè-

ðèáîíóêëåîòèä-

êàðáîêñèëàçà

5-àì³íî³ì³äàçîë-4-

êàðáîêñèðèáîíóêëåîòèä

Íàðîùóâàííÿ ëàíöþãà â³äáóâàºòüñÿ â òðàíñôîðì³ëàçí³é ðåàêö³¿, ÿêà

ïðîõîäèòü ì³æ àëüôà-àì³íîãðóïîþ çàëèøêó ãë³öèíó òà N-ìåòèëåíòåòðà-

ã³äðîôîë³ºâîþ êèñëîòîþ. Ðåàêö³ÿ ñóïðîâîäæóºòüñÿ óòâîðåííÿì ôîðì³ë-

ãë³öèíàì³äðèáîíóêëåîòèäó (ñòàä³ÿ 4):

Ó íàñòóïí³é ðåàêö³¿ (5) óòâîðåíèé àì³äíèé çâ'ÿçîê ðèáîíóêëåîòè-

äó ïðè íàÿâíîñò³ ÀÒÔ ïåðåòâîðþºòüñÿ â àì³äèíîâó ãðóïó. Ïðîäóêòîì

ö³º¿ ðåàêö³¿ º N-ôîðì³ëãë³öèíàì³äèíðèáîíóêëåîòèä:

Ïåðåòâîðåííÿ îäåðæàíîãî ïðîäóêòó ïðèçâîäèòü äî ôîðìóâàííÿ öèê-

ë³÷íîãî ³ì³äàçîëüíîãî ê³ëüöÿ 5-àì³íî³ì³äàçîëðèáîíóêëåîòèäó (6 ðåàêö³ÿ):

Ïîäàëüø³ ïåðåòâîðåííÿ öüîãî íàï³âïðîäóêòó ñóïðîâîäæóþòüñÿ ôîð-

ìóâàííÿì 6-÷ëåííîãî ï³ðèì³äèíîâîãî ê³ëüöÿ, ç'ºäíàíîãî ç ³ì³äàçîëüíèì,

òîáòî óòâîðåííÿì ïóðèíîâîãî ñêåëåòà. Öåé ïðîöåñ â³äáóâàºòüñÿ òàêèì

÷èíîì: ñïî÷àòêó â ðåçóëüòàò³ êàðáîêñèëþâàííÿ 5-àì³íî³ì³äàçîëðèáîíóê-

ëåîòèäó óòâîðþºòüñÿ 5-àì³íî³ì³äàçîë-4-êàðáîêñèíóêëåîòèä (7 ñòàä³ÿ):

Äàë³ ó âîñüì³é ðåàêö³¿ êàðáîêñèëüíà ãðóïà öüîãî ïðîäóêòó ðåàãóº ³ç

NÍ

àñïàðàã³íîâî¿ êèñëîòè ç óòâîðåííÿì 5-àì³íî³ì³äàçîë-4-N-ñóêöèí³ë-

451

ñèíòåòàçà

АТФ

АДФ+Ф

àñïàðòàò

NCH

COOH

фумарова

кислота

5-àì³íî³ì³äàçîë-

N-ñóêöèí³îëêàðáîêñè-

àì³äðèáîíóêëåîòèä

5-àì³íî³ì³äàçîë-

4-êàðáîêñèàì³ä-

ðèáîíóêëåîòèä

Ó íàñòóïí³é ðåàêö³¿ âóãëåöåâèé ñêåëåò àñïàðàã³íîâî¿ êèñëîòè â³ä-

îêðåìëþºòüñÿ ó âèãëÿä³ ôóìàðîâî¿ êèñëîòè é óòâîðþºòüñÿ 5-àì³íî³ì³-

äàçîë-4-êàðáîêñèàì³äðèáîíóêëåîòèä (ðåàêö³ÿ 9), òîáòî ³ç àñïàðàã³íîâî¿

êèñëîòè â ïóðèíîâå ê³ëüöå âõîäèòü ò³ëüêè àòîì àçîòó. Îñòàíí³é àòîì

âóãëåöþ ïóðèíîâîãî ê³ëüöÿ áóäå ó âèãëÿä³ ôîðì³ëó, ùî ïîõîäèòü ³ç

N10-ôîðì³ëòåòðàã³äðîôîë³ºâî¿ êèñëîòè (ðåàêö³ÿ 10). Óòâîðåíèé 5-ôîð-

ì³ë³ì³äî³ì³äàçîë-4êàðáîêñèàì³äðèáîíóêëåîòèä çàçíàº äåã³äðàòàö³¿, öèê-

ë³çóºòüñÿ ³ ïåðåòâîðþºòüñÿ â ïóðèíîâèé íóêëåîòèä – ³íîçèíîâó êèñ-

ëîòó (ðåàêö³ÿ 11):

êàðáîêñèàì³äðèáîíóêëåîòèäó. Öÿ ðåàêö³ÿ âèìàãàº åíåðã³¿ ÀÒÔ ³

çä³éñíþºòüñÿ ï³ä âïëèâîì ñïåöèô³÷íî¿ ñèíòåòàçè:

Ç ³íîçèíîâî¿ êèñëîòè øëÿõîì ìîäèô³êàö³¿ ã³ïîêñàíòèíîâîãî ê³ëüöÿ

ñèíòåçóþòüñÿ îñíîâí³ ïóðèíîâ³ íóêëåîòèäè – ÀÌÔ ³ ÃÌÔ (ðèñ. 12.2).

Äîíîðîì àì³íîãðóïè ïðè ñèíòåç³ ÀÌÔ ñëóæèòü àñïàðòàò, à äëÿ ÃÌÔ –

ãëóòàì³í. Ðåàêö³¿ àì³íóâàííÿ âèìàãàþòü çàòðàòè åíåðã³¿; ïðè ñèíòåç³ ÀÌÔ

âèêîðèñòîâóºòüñÿ ÃÒÔ, ïðè óòâîðåíí³ ÃÌÔ – ÀÒÔ. Ðîçãëÿíóòèé øëÿõ

óòâîðåííÿ ïóðèíîâèõ íóêëåîòèä³â ³ç ïðîñòèõ àöèêë³÷íèõ ïîïåðåäíèê³â

íàçèâàºòüñÿ ñèíòåçîì de novo. Íà ³íøîìó øëÿõó, íàçâàíîìó çàïàñíèì,

âèêîðèñòîâóþòüñÿ â³ëüí³ ïóðèíîâ³ îñíîâè, ÿê³ óòâîðþþòüñÿ ïðè ðîçïàä³

íóêëå¿íîâèõ êèñëîò ÷è íóêëåîòèä³â. Öåé øëÿõ âêëþ÷àº ò³ëüêè îäíó ðåàê-

ö³þ, ï³ä ÷àñ ÿêî¿ îñíîâè àäåí³í, ãóàí³í ÷è ã³ïîêñàíòèí âçàºìîä³þòü ³ç

5-ôîñôîðèáîçèë-1-äèôîñôàòîì. Àäåí³íôîñôîðèáîçèë-òðàíôåðàçà êàòà-

ë³çóº óòâîðåííÿ ÀÌÔ:

аденін + ФРФФ АМФ + ФФ

10 11

òðàíñôîðì³ëàçà

НОН

³íîçèí³êàçà

5-ôîðì³ë³ì³äî³ì³äàçîë-

4-êàðáîêñèàì³ä-

ðèáîíóêëåîòèä

²íîçèíîâà êèñëîòà

-форміл-ТГФК ТГФ К

452

Ã³ïîêñàíòèí-ãóàí³í-ôîñôîðèáîçèëòðàíñôåðàçà êàòàë³çóº äâ³ ðåàêö³¿:

гуанін + ФРФФ ГМФ + ФФ

гіпоксантин + ФРФФ ІМФ + ФФ

Ñèíòåç ïóðèíîâèõ íóêëåîòèä³â de novo â³äáóâàºòüñÿ, ãîëîâíèì ÷è-

íîì, ó ïå÷³íö³, à çàïàñíèé øëÿõ – ó ïîçàïå÷³íêîâèõ òêàíèíàõ, äå åêîíîì-

íî ïîâòîðíî âèêîðèñòîâóþòüñÿ â³ëüí³ ïóðèíîâ³ îñíîâè.

Ïåðåòâîðåííÿ ïóðèíîâèõ íóêëåîçèäìîíîôîñôàò³â ó òðèôîñôàòè

êàòàë³çóþòü ñïåöèô³÷í³ ê³íàçè:

АМФ + АТФ АДФ + АДФ

АДФ + АТФ

АТФ + АДФ

ГМФ + АТФ

ГДФ + АДФ

ГДФ + АТФ

ГТФ + АДФ

рибозофосфат

CHHOOC CH

COOH

рибозофосфат

ІМФ

НАД

НАДН+Н

Аденіло-сукцинат Ксантилова кислота

Фумарат

АТФ

АМФ+ФФ

Глутамін

Глутамат

АМФ

ГМФ

Ðèñ. 12.2. Ðåàêö³¿ ñèíòåçó ÀÌÔ ³ ÃÌÔ ³ç ³íîçèíîâî¿ êèñëîòè. Ïóíêòèðíèìè ë³í³ÿìè

ïîçíà÷åíî ãàëüìóâàííÿ ñèíòåçó.

Аспартат

ГТФ

ГДФ+Ф