Во всех живых организмах, от бактерий до человека, ученые обнаружили две сложные формы нуклеиновых кислот, отличающиеся друг от друга химическим составом, структурой, местоположением в клетке и, что самое главное, физиологической ролью в организме. Одна из кислот находится почти исключительно в клеточном ядре и называется дезоксирибонуклеиновой, или сокращенно ДНК. Другую можно обнаружить во всех частях клетки. Это — рибонуклеиновая кислота, или сокращенно РНК.
Обе они действительно содержат всего четыре особых химических вещества — нуклеотида. Но этих, по определенным законам связанных между собой «кирпичей» в молекуле нуклеиновой кислоты иногда насчитывается до 20–25 тысяч. Молекулярный вес таких соединений достигает 6–8 миллионов (молекулярный вес любого вещества ученые условно сравнивают с весом водорода, принятого за единицу; например, молекулярный вес воды равен только 18), а сами молекулы оказываются настолько велики, что становятся видимыми в поле зрения электронного микроскопа.
В свою очередь, каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара и фосфорной кислоты. В состав ДНК входят четыре нуклеотида, отличающиеся друг от друга молекулами азотистого основания — аденина, гуанина, цитозина и тимина (или по первым буквам названий их — А, Г, Ц и Т). В дальнейшем мы будем называть нуклеотиды по первым буквам азотистых оснований, которые определяют свойства нуклеотидов. Молекула РНК также строится из четырех нуклеотидов, только место тимина (Т) занимает азотистое основание урацил (У).
Сложные нуклеиновые кислоты обладают высокой биологической активностью; в этом отношении они не уступают белкам. Активность ДНК и РНК может зависеть от количества составляющих их нуклеотидов. В одних ДНК или РНК будет больше нуклеотидов одного вида, в других — другого, и такое различие тотчас скажется на биологических свойствах нуклеиновых кислот.
Однако значительно чаще приходится встречаться с тем, что разные нуклеиновые кислоты построены из одного и того же количества одних и тех же нуклеотидов, а свойства их тем не менее оказываются различными. Чем же тогда, спрашивается, определяется это различие? Ученые выяснили, что нуклеотиды в разных молекулах нуклеиновых кислот могут сочетаться совсем по-разному.
Например, существуют три РНК; в каждой сочетание нуклеотидов вдоль цепи молекулы будет отличаться от остальных. В одной РНК три нуклеотида А, по два Г, Ц и У составят сочетание …А-Г-Ц-Г-У-У-А-Ц…, в другой они же составят …Ц-А-Г-А-У-А-У-Ц-Г…, в третьей — Г-А-А-Ц-У-Г-А-У-Ц… и так далее. Эти вариации сочетаний и обусловливают отличительные признаки одинаковых по весу и химическому составу нуклеиновых кислот.
