БИОХИМИЯ методичка. Учебнометодическое пособие введение

• Название: Учебнометодическое пособие введение
• Анкор: БИОХИМИЯ методичка.doc
• Дата: 28.04.2017
• Размер: 0.89 Mb.
• Имя файла: БИОХИМИЯ методичка.doc
• Тип: Учебно-методическое пособие; #6219
• страница: 3 из 7

Раздел 3. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ И ИХ ОБМЕН

Тема 9

СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ. НУКЛЕОПРОТЕИДЫ

Нуклеиновые кислоты – биополимерные молекулы, основная биологическая роль которых состоит в хранении и реализации генетической информации. Два вида нуклеиновых кислот – ДНК и РНК. Полимерная цепочка нуклеиновой кислоты состоит из мономерных звеньев – нуклеотидов, которые в свою очередь состоят из трех частей: азотистого основания (пуриновое: аденин, гуанин; пиримидиновое: урацил, цитозин, тимин) (рисунок 6, 7); остатка сахара (D-рибозы или D-дезоксирибозы); остатка фосфорной кислоты.

Пуриновые и пиримидиновые циклические соединения, входящие в состав нуклеиновых кислот, называют просто основаниями. N-гликозиды оснований, содержащие рибозу или дезоксирибозу, называются нуклеозидами (таблица 21). Фосфатные эфиры нуклеозидов – нуклеотидами (рисунок 8). Нуклеотиды связаны друг с другом фосфодиэфирными связями.



Рисунок 6. Пурин и его производные.



Рисунок 7. Пиримидин и его производные.


Рисунок 8. Структурная формула нуклеотида АТФ.

Таблица 21

Названия нуклеотидных звеньев РНК и ДНК

I. Нуклеотидные звенья РНК*
основания	Урацил Ura (U)	Цитозин Cyt (C)	Аденин Ade (A)	Гуанин Gua (G)
нуклеозиды	Уридин Urd	Цитидин Cyd	Аденозин Ado	Гуанозин Guo
5'-нуклеотиды	Уридин-5'-фосфат или 5'-уридиловая кислота Urd-5'-P или UMP	Цитидин-5'-фосфат или 5'-цитидиловая кислота Cyd-5'-P или CMP	Аденозин-5'-фосфат или 5'-адениловая кислота Ado-5'-P или AMP	Гуанозин-5'-фосфат или 5'-гуаниловая кислота Guo-5'-P или GMP
II. Нуклеотидные звенья ДНК*
основания	Тимин Thy (T)	Цитозин Cyt (C)	Аденин Ade (A)	Гуанин Gua (G)
нуклеозиды	(дезокси-) тимидин dThd	дезокси-цитидин dCyd	дезокси- аденозин dAdo	дезокси- гуанозин dGuo
5'-нуклеотиды	тимидин-5'-фосфат dTMP	дезоксицитидин-5'-фосфат dCMP	дезоксиаденозин-5'-фосфат dAMP	дезоксигуанозин-5'-фосфат dGMP

* Изомеры 5'-нуклеотидов, в которых фосфат связан с кислородом при С-3', называют 3'-нуклеотидами.
Нуклеопротеиды – сложные белки, состоящие из простого белка и небелковой части – нуклеиновых кислот. Нуклеопротеиды содержатся в большом количестве в ядерном веществе клеток. Кроме того, они выделены из цитоплазмы.

Нуклеопротеиды обладают свойствами кислот, нерастворимы в воде и растворимы в щелочах. Нуклеопротеиды содержат простой белок, в основном состоящий из протаминов или гистонов, которые обладают щелочными свойствами за счет большого количества входящих в них диаминомонокарбоновых кислот (аргинин, лизин и гистидин). Небелковая часть нуклеопротеидов представлена нуклеиновыми кислотами.
Лабораторная работа №25

ВЫДЕЛЕНИЕ ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕОПРОТЕИДОВ (ДНП) ИЗ ТКАНЕЙ
ПРИНЦИП РАБОТЫ:

Дезоксирибонуклеопротеиды растворяются в растворах солей средней концентрации (например, в 1 М хлориде натрия) с образованием вязких растворов и снова осаждаются при разведении их (0,15 М) в виде нитей нуклеопротеидов.

РЕАКТИВЫ и ОБОРУДОВАНИЕ:

1) NaCl, 2 М и 1 М растворы, содержащие 0,04 % трехзамещенного цитрата натрия (раствор хранят в холодильнике); 2) NaOH, 0,4 и 10 %; 3) дифениламиновый реактив, 1 % (1 г дифениламина, дважды перекристаллизованного из 70 % спирта или петролейного эфира, растворяют в смеси 2,75 мл концентрированной серной кислоты и 100 мл ледяной уксусной кислоты); 4) CuSO₄, 1 %; 5) селезенка, печень.

ХОД РАБОТЫ:

1. Экстракция и выделение ДНП из тканей.

1) В ступке, охлаждаемой льдом, растирают 2 г ткани органа, затем постепенно добавляют 5 мл охлажденного 2 М раствора хлорида натрия, содержащего 0,04 % трехзамешенного цитрата натрия, и растирают в ступке еще в течение 15 мин.

2) Затем, перемешивая содержимое, постепенно, малыми порциями добавляют 50 мл охлажденного 1 М раствора хлорида натрия. Образовавшуюся гомогенную массу переносят в центрифужные пробирки и центрифугируют 15 мин при 3000 об/мин.

3) Надосадочную жидкость после центрифугирования сливают в маленький стакан, измеряют в цилиндре объем полученного центрифугата и медленно вливают его в шестикратный объем дистиллированной воды тонкой струйкой, размешивая жидкость деревянной палочкой. Выделившиеся нити ДНП наматывают на деревянную палочку. Затем часть нитей ДНП осторожно собирают и вместе с палочкой переносят в другую пробирку.

4) Нити выделенного ДНП растворяют в 1 мл 0,4 % раствора NaOH. Полученный раствор делят на две части и ставят: 1) биуретовую реакцию (на белок); 2) реакцию с дифениламином (на ДНК).

2. Качественная реакция на белковый компонент ДНП. К 5-10 каплям раствора ДНП добавляют 10 капель 10 % раствора NaOH и по 1 капле 1 % раствора CuSO₄. Раствор окрашивается в сине-фиолетовый цвет.

3. Качественная реакция на нуклеиновую кислоту в ДНП. При нагревании ДНП гидролизуются, а освободившаяся дезоксирибоза дает синее окрашивание. К раствору (15-20 капель) добавляют равный объем дифениламина, находящегося в смеси с уксусной и серной кислотами. Смесь нагревают на кипящей водяной бане 15 мин. Жидкость постепенно приобретает синюю окраску, обусловленную реакцией дифениламина с дезоксирибозой.

РЕЗУЛЬТАТЫ и ВЫВОД:
Лабораторная работа №26

ГИДРОЛИЗ НУКЛЕОПРОТЕИДОВ
ПРИНЦИП РАБОТЫ:

Для изучения состава нуклеопротеидов проводят кислотный гидролиз дрожжей в присутствии серной кислоты. При непродолжительном, т.е. частичном, гидролизе нуклеопротеиды распадаются на белок и нуклеиновые кислоты. Про продолжительном гидролизе наступает полный распад нуклеопротеидов.

При гидролизе мононуклеотидов выделяются пуриновые или пиримидиновые основания, углевод (рибоза или дезоксирибоза) и фосфорная кислота.

Составные части нуклеопротеидов в гидролизате можно открыть с помощью цветных (качественных) реакций.

РЕАКТИВЫ и ОБОРУДОВАНИЕ:

1) Н₂SO₄, 10 %; конц.; 2) NaOH, 10 %; 3) CuSO₄, 1 %; 4) аммиак концентрированный; 5) AgNO₃, 2 % аммиачный раствор; 6) молибденовый реактив – раствор молибденовокислого аммония в азотной кислоте; 7) тимол, 1 % алкогольный раствор; 8) круглодонная колба с воздушным холодильником; 9) воронка с фильтром; 10) мерный цилиндр на 50 или 100 мл; 11) дрожжи (пекарские).

ХОД РАБОТЫ:

1. Кислотный гидролиз нуклеопротеидов. Помещают 1 г пекарских дрожжей в круглодонную колбу на 100 мл, добавляют 20 мл 10 % раствора серной кислоты и 20 мл дистиллированной воды. Колбу закрывают пробкой с длинной стеклянной трубкой и кипятят под тягой в течение 1 часа на асбестовой сетке при слабом нагревании. Через час после начала кипения нагревание жидкости прекращают, дают ей остыть, переносят в цилиндр, доводят водой до первоначального объема и фильтруют.

С фильтратом проделывают качественные реакции на составные части нуклеопротеидов. При гидролизе нуклеиновых кислот обнаруживаются фосфорная кислота, рибоза или дезоксирибоза и азотистые основания – пуриновые и пиримидиновые.

2. Качественные реакции на составные части нуклеопротеидов.

2.1. Биуретовая проба на полипептиды. К 5 каплям гидролизата прибавляют 10 капель 10 % раствора NaOH и 1 каплю 1 % раствора CuSO₄. Жидкость окрашивается в розовый цвет.

2.2. Серебряная проба на пуриновые основания. Нейтрализуют 10 капель гидролизата 1 каплей концентрированного аммиака и добавляют 5 капель 1 % раствора AgNO₃. При стоянии через 3-5 мин выпадает небольшой бурый осадок серебряных производных пуриновых оснований.

2.3. Качественная реакция Молиша на пентозную группировку. При взаимодействии концентрированной серной кислоты с гексозами или пентозами происходит дегидратация их: из пентоз образуется фурфурол, а из гексоз – оксиметилфурфурол. Они дают с тимолом (метилизопропилфенол) или α-нафтолом в присутствии концентрированной серной кислоты продукты конденсации красного цвета.

К 10 каплям профильтрованного гидролизата дрожжей добавляют 2-3 капли 1 % алкогольного раствора тимола, перемешивают и по стенке пробирки осторожно (!) приливают 20 капель концентрированной Н₂SO₄.

При встряхивании на дне пробирки образуется красное окрашивание вследствие образования продукта конденсации фурфурола с тимолом.

2.4. Молибденовая проба на фосфорную кислоту. К 3-5 каплям гидролизата приливают 20 капель молибденового реактива (раствор молибденовокислого аммония в азотной кислоте) и кипятят несколько минут. Жидкость окрашивается в лимонно-желтый цвет. При охлаждении образуется желтый кристаллический осадок комплексного соединения фосфорно-молибденовокислого аммония.

РЕЗУЛЬТАТЫ и ВЫВОД:
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
Химический состав нуклеиновых кислот.

Назовите особенности строения нуклеотидов ДНК и РНК.

Что такое минорные основания? Приведите примеры.

Какой состав имеют нуклеопротеиды.

При каких условиях проводится гидролиз нуклеопротеидов? Что является продуктами такого гидролиза? Как можно его контролировать?

Синтез пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов de novo.

Синтез нуклеотидов из готовых продуктов.

Распределение нуклеотидов в организме.

Циклические нуклеотиды.

Типы и распределение рибонуклеиновых кислот в клетке.