ГДЗ: Параграф § 11 / Биология 10 класс

Нуклеотид — это мономер нуклеиновой кислоты. Он состоит из трех основных частей: остатка фосфорной кислоты, углевода-моносахарида (рибозы или дезоксирибозы) и азотистого основания. Остатками нуклеиновых кислот являются четыре типа нуклеотидов ДНК (с основаниями А, Г, Ц, Т) и четыре типа нуклеотидов РНК (с основаниями А, Г, Ц, У).

Полимеры в клетках образуют молекулы ДНК и РНК, поскольку они являются высокомолекулярными веществами, состоящими из мономеров — нуклеотидов. Нуклеиновые кислоты не выполняют функцию белка. Функции белков (структурную, ферментативную и др.) выполняют молекулы белков (полипептидов), синтез которых регулируется нуклеиновыми кислотами.

Нуклеотиды, кодирующие белки, — это мономеры нуклеиновых кислот, которые в определенной последовательности несут генетическую информацию. Фрагмент цепи ДНК из 10 мономеров будет иметь вид —А—Г—Ц—Т—А—Г—Ц—Т—... (дезоксирибоза и фосфат). Фрагмент РНК будет иметь вид —А—Г—Ц—У—А—Г—Ц—У—... (рибоза и фосфат). Специфичность этих фрагментов, то есть уникальная последовательность нуклеотидов, определяет первичную структуру синтезируемого белка (последовательность аминокислот) и, следовательно, его функцию.

Комплементарными парами азотистых оснований являются: Аденин (А) и Тимин (Т) (в ДНК), а также Гуанин (Г) и Цитозин (Ц). Связи между ними образуются за счет водородных связей: две водородные связи между А и Т (\( \mathrm{A=T} \)) и три водородные связи между Г и Ц (\( \mathrm{G \equiv C} \)). В основе их парного соединения лежит принцип комплементарности, который обеспечивает точное соответствие и прочное удержание двух цепей ДНК.

Азотистые основания состоят из углерода и азота, образующих циклические структуры. Они делятся на две группы:

• Пуриновые основания (аденин, гуанин): состоят из двух конденсированных колец.
• Пиримидиновые основания (цитозин, тимин, урацил): состоят из одного кольца.

Различают три основных типа РНК с разными функциями в синтезе белка:

• Информационная (матричная) РНК (иРНК/мРНК): Переносит генетическую информацию о первичной структуре белка с ДНК на рибосомы.
• Транспортная РНК (тРНК): Транспортирует специфические аминокислоты к рибосомам, участвуя в сборке белковой цепи.
• Рибосомальная РНК (рРНК): Является структурным компонентом рибосом — органелл, где происходит синтез белка.

Сравнение ДНК и РНК

Роль АТФ в клетке схожа с ролью аккумулятора, так как она накапливает и переносит энергию, необходимую для всех жизненно важных процессов. АТФ называют высокоэнергетической молекулой из-за наличия макроэргических связей между остатками фосфорной кислоты. При разрыве этих связей (гидролизе) высвобождается значительное количество энергии (около 30,6 кДж/моль), которую клетка использует для своей деятельности.

Уравнения гидролиза АТФ:

а) Отщепление одного остатка фосфорной кислоты (образование АДФ):
\( \mathrm{АТФ} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{АДФ} + \mathrm{H_3PO_4} + \text{Энергия} \)

б) Отщепление двух остатков фосфорной кислоты (образование АМФ):
\( \mathrm{АТФ} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{АМФ} + 2\mathrm{H_3PO_4} + \text{Энергия} \)

Следует добавить в таблицу химического состава клетки (если она была сделана ранее) следующие пункты:

• Нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК):
  • Процентное содержание: Малое (следы).
  • Функция: Хранение, реализация и передача генетической информации.
• АТФ (Аденозинтрифосфат):
  • Процентное содержание: Малое (следы).
  • Функция: Универсальный аккумулятор и источник энергии в клетке.