2. Обмен нуклеиновых кислот
Нуклеиновые кислоты в организме постоянно обновляются. В норме синтез и распад находятся в состоянии динамического равновесия.
Катаболизм нуклеиновых кислот.
Начинается с гидролиза 3, 5-фосфодиэфирной связи под действием ферментов нуклеаз.
-
ДНКазы — расщепляют ДНК.
-
РНКазы — расщепляют РНК.
Среди ДНКаз и РНКаз различают:
-
экзонуклеазы (5 и 3);
-
эндонуклеазы — специфичны к мононуклеотидной последовательности, есть высокоспецифичные: рестриктазы — используются в генной инженерии.
Далее происходит отщепление фосфата от мононуклеотида с участием ферментов нуклеотидаз с образованием нуклеозидов.
Нуклеозид может расщепляться путем гидролиза под действием фермента нуклеозидазы на азотистое основание и пентозу, но чаще происходит фосфоролиз — при этом нуклеозид расщепляется на азотистое основание и фосфорибозу.
Нуклеазы очень многообразны. Различают ДНКазы и РНКазы. Отличаются друг от друга по месту действия. Бывают эндонуклеазы (расщепляют внутренние 3, 5-фосфодиэфирные связи) и экзонуклеазы (отщепляют концевые мононуклеотиды). Встречается 2 типа экзонуклеаз: 3-экзонуклеазы — отщепляют мононуклеотид с 3-конца молекулы, и 5-экзонуклеазы — отщепляют 5-концевой мононуклеотид.
Нуклеазы могут отличаться друг от друга и по специфичности. Пищеварительные нуклеазы и нуклеазы лизосомальные отличаются низкой специфичностью, у них упрощенное строение активного центра. У высокоспецифичных нуклеаз очень сложное строение активного центра. Они способны "узнавать" целую последовательность нуклеотидов из 4-10 пар и расщеплять одну-единственную связь в строго определенном месте (если "узнаваемый" участок содержит содержит 4 нуклеотидные пары, то расщепляется, в среднем, одна связь из 250 возможных). Такие высокоспецифичные ДНКазы называются рестриктазами. Участки ДНК, "узнаваемые" рестриктазами, называются полиндромными последовательностями. Рестриктазы широко применяются в генной инженерии.
Пентозы, образующиеся в ходе катаболизма нуклеиновых кислот, могут быть утилизированы во II-м этапе ГМФ-пути.
Азотистые основания также подвергаются дальнейшему катаболизму, но по-разному, в зависимости от их типа — пуриновых (аденина, гуанина) или пиримидиновых (тимина, цитозина и урацила).
