Номер 2, страница 189 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

2*. Охарактеризуйте строение нуклеотидов и отдельных звеньев РНК и ДНК.

Строение нуклеотидов и отдельных звеньев ДНК

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) — это биополимер, мономерами которого являются нуклеотиды (дезоксирибонуклеотиды). Каждый нуклеотид ДНК состоит из трех структурных компонентов, соединенных ковалентными связями:

1. Азотистое основание. В ДНК их четыре типа. Два относятся к классу пуринов: аденин (А) и гуанин (Г). Два других — к классу пиримидинов: цитозин (Ц) и тимин (Т).
2. Пятиуглеродный сахар (пентоза). В ДНК это дезоксирибоза с химической формулой $C_5H_{10}O_4$. Её ключевое отличие от рибозы (входящей в состав РНК) заключается в отсутствии гидроксильной группы (–OH) у второго атома углерода в цикле (положение 2').
3. Остаток фосфорной кислоты (фосфатная группа). Присоединяется к пятому атому углерода сахара (положение 5').

Отдельные звенья ДНК, то есть полинуклеотидные цепи, образуются путем соединения нуклеотидов друг с другом. Это происходит за счет образования прочной фосфодиэфирной связи между остатком фосфорной кислоты одного нуклеотида (в 5'-положении) и гидроксильной группой у третьего атома углерода (в 3'-положении) дезоксирибозы следующего нуклеотида. В результате формируется длинная цепь с сахарофосфатным остовом, от которого отходят азотистые основания.

В живых организмах молекула ДНК чаще всего состоит из двух таких цепей, закрученных друг вокруг друга в двойную спираль. Цепи в спирали удерживаются вместе водородными связями, которые образуются между азотистыми основаниями по принципу комплементарности (правило Чаргаффа): аденин всегда спаривается с тимином (А=Т) при помощи двух водородных связей, а гуанин — с цитозином (Г≡Ц) при помощи трех. Цепи в молекуле ДНК антипараллельны: они направлены в противоположные стороны (3'-конец одной цепи расположен напротив 5'-конца другой).

Ответ: Нуклеотид ДНК состоит из остатка фосфорной кислоты, сахара дезоксирибозы и одного из четырех азотистых оснований (А, Г, Ц, Т). Отдельные нуклеотиды соединяются в полинуклеотидную цепь (звено) с помощью фосфодиэфирных связей. Молекула ДНК представляет собой, как правило, двойную спираль из двух антипараллельных цепей, соединенных водородными связями между комплементарными основаниями А-Т и Г-Ц.

Строение нуклеотидов и отдельных звеньев РНК

Рибонуклеиновая кислота (РНК) — еще один тип нуклеиновых кислот, полимер, состоящий из рибонуклеотидов. Строение нуклеотида РНК имеет как сходства, так и важные отличия от нуклеотида ДНК. Компоненты рибонуклеотида:

1. Азотистое основание. Три основания являются общими с ДНК: аденин (А), гуанин (Г) и цитозин (Ц). Четвертое основание в РНК — это урацил (У), который заменяет тимин.
2. Пятиуглеродный сахар (пентоза). В РНК это рибоза с химической формулой $C_5H_{10}O_5$. В отличие от дезоксирибозы, у второго атома углерода рибозы (в 2'-положении) есть гидроксильная группа (–OH).
3. Остаток фосфорной кислоты. Структурно идентичен таковому в ДНК.

Полинуклеотидная цепь РНК (ее отдельное звено) формируется так же, как и в ДНК, — за счет образования фосфодиэфирных связей между 3'-гидроксильной группой рибозы одного нуклеотида и 5'-фосфатной группой следующего.

Основное структурное отличие молекулы РНК от ДНК заключается в том, что она чаще всего является одноцепочечной. Однако эта одиночная цепь способна сворачиваться в пространстве, образуя сложные вторичные и третичные структуры (например, "шпильки" и "петли"). В этих структурах могут возникать короткие двухцепочечные участки за счет образования водородных связей между комплементарными основаниями внутри одной цепи: аденин спаривается с урацилом (А=У), а гуанин — с цитозином (Г≡Ц).

Ответ: Нуклеотид РНК состоит из остатка фосфорной кислоты, сахара рибозы и одного из четырех азотистых оснований (А, Г, Ц, У). Нуклеотиды соединяются в единую полинуклеотидную цепь фосфодиэфирными связями. Молекулы РНК в основном одноцепочечные, но могут формировать сложные пространственные структуры с участками комплементарного спаривания оснований А-У и Г-Ц.