III.5. Молекулярный уровень
Пептиды – органические вещества, состоящие из остатков аминокислот, соединенных особой пептидной связью. Белки (протеины) – полипептиды, играющие первостепенную роль в жизнедеятельности, выполняющие многочисленные функции в строении, развитии и обмене веществ живых организмов. Различные последовательность аминокислотных остатков и длина полипептидной цепи определяют бесконечное разнообразие белковых молекул, различия их структуры и свойств.
Решающая роль в биосинтезе белков принадлежит нуклеиновым кислотам. Нуклеиновые кислоты – дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК) – фосфорсодержащие линейные биополимеры, имеющие универсальное распространение в живой природе, состоящие из нуклеотидов четырех типов, содержащих аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т, в ДНК) или урацил (У, в РНК). Их биологические функции – хранение и передача информации потомству, реализация информации при биосинтезе белков.
Рис. 1. Вторичная структура молекулы ДНК.
Первичная структура нуклеиновых кислот: упорядоченная последовательность остатков дезокси- или рибонуклеотидов. В соответствии с этим и различают ДНК и РНК. Молекулы ДНК, как правило, состоят из 2 цепочек. Вторичная структура ДНК – комплекс двух полинуклеотидных цепей с противоположной полярностью (рис. 1). Две полинуклеотидные цепи в результате взаимодействия пар пуриновых и пиримидиновых оснований (А-Т, Г-Ц) образуют двуспиральную молекулу. Каждая цепь образует спираль, закрученную вправо относительно общей оси, так что углевод-фосфатные цепи составляют периферию молекулы, а азотистые основания направлены внутрь приблизительно под прямым углом к оси (двойная спираль Уотсона – Крика). Напротив каждого остатка аденина в одной цепи расположен остаток тимина во второй, напротив каждого остатка гуанина – остаток цитозина. Специфичность структуры двойной спирали определяется водородными связями между гетероциклическими основаниями, а ее устойчивость – межплоскостными взаимодействиями между ними.