Исследования нуклеиновых кислот проходили почти точно по такому же «сценарию», как и для белков. Но Э. Фишер сразу же обратил внимание на то, что белки обладают и химической, и биологической индивидуальностью, т. е. могут образовывать бесконечно большое число изомеров; его ученики не сделали такого же заключения для нуклеиновых кислот. Оно было сделано лишь в 40-х годах.
К началу XX в. считали, что существует лишь два типа нуклеиновых кислот: один дрожжевого происхождения (дрожжевая нуклеиновая кислота присуща растительным организмам), другой животного (тимонуклеиновую кислоту выделили из зобных желез («тимуса») телят). Таким образом, в отличие от белков, которых открывали и изучали все больше и больше, что давало материал для сравнения, из нового класса веществ — нуклеиновых кислот—долгое время были известны лишь два представителя.
В первые десятилетия XX в. Ф. Левин и его сотрудники выяснили основные принципы строения нуклеиновых кислот. По существу они сделали по отношению к нуклеиновым кислотам то, что Э. Фишер сделал по отношению к белкам,—установили тип строения этих веществ. Ими было показано, что нуклеиновые кислоты — полимеры, построенные из мономеров —нуклеотидов. Нуклеотид в свою очередь состоит из остатков фосфорной кислоты, углеводной части и одного из так называемых пуриновых или пиримидиновых оснований —групп, содержащих азот. Таких оснований в нуклеиновых кислотах было открыто пять: два пуриновых — гуанин (Г) и аденин (А) и три пиримидиновых — цитозин (Ц), урацил (У) и тимин (Т). Тимонуклеиновая кислота не содержала урацила, дрожжевая—тимина. Кроме того, эти кислоты отличались углеводными компонентами: в состав дрожжевой кислоты входил пятичленный сахар рибоза, в состав тимону-клеиновой — пятичленный сахар дезоксирибоза. Поэтому первую стали называть рибонуклеиновой кислотой (РНК), а вторую—дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК).
Ф. Левин предложил тетрануклеотидную гипотезу строения нуклеиновых кислот. Она была основана на результатах экспериментов по определению содержания пуриновых и пиримидиновых оснований в нуклеиновых кислотах. Ф. Левин нашел, что они содержатся в нуклеиновых кислотах в эквимолекулярных количествах (Г:Д:А:Т — 1:1:1:1 и Г: ;Ц • А :У = 1 ; 1.1; 1). Он считал элементарной ячейкой, мономером нуклеиновых кислот тетрануклеотнц, т, е. цепочку из четырех встречающихся в данной кислоте нуклеотидов, соединенных через остатки фосфорной кислоты. Способ связи мономеров (нуклеотидов) был изучен им очень тщательно, причем в решающих исследованиях строения ДНК принимал участие советский биохимик Е. С. Лондон.
До 30-х годов считали, что ДНК присуща животным организмам, а РНК — растительным. Однако в 1936 г. советский биохимик А. Н. Белозерский сделал важное открытие — он обнаружил ДНК в конском каштане, а затем доказал, что она широко распространена в других растениях и микроорганизмах. Позднее было показано, что РНК присутствует в тканях животных. Так был окончательно решен вопрос о единстве ядер растительных и животных клеток, так как /к тому времени было уже известно, что ДНК содержится прежде всего в их ядрах. Таким образом, первое положение о существовании особых нуклеиновых кислот для растительных и животных организмов оказалось опровергнуто. Открытием А. Н. Белозерского было показано, что не только белки, но и другой класс биополимеров повсеместно распространен в тканях и клетках живых организмов Исследования в этой области привели к возникновению молекулярной биологии.
|