Тірі материяның функциялары олардың химиялық құрам бөліктеріне байланысты. Цитоплазманың шамамен құрамы (орташа молекулалық салмақ): ақуыздар — 35000, майлар мен майтәрізді заттар — 1000, көмірсулар және басқа кіші молекулалар — 200, бейорганикалық молекулалар — 50-75. Цитоплазмадағы әрбір ақуыз молекуласы шамамен 20000 су молекуласымен, 5 майтәрізді заттардың молекулалары, көмірсулардың 25 кіші молекулаларымен және басқа органикалық өнімдермен және 50 органикалық иондармен қоршалған.
Бұл реакцияларды зерттеуге болады, себебі биологиялық макромолекулаларды сәйкес тұз ерітінділерімен салыстырмалы тұрде оңай бөліп алуға болады. Бұл кезде олардың көп қасиеттері негізінен сақталады. Бұл әдіс фундаменталды құбылысты ашуға мүмкіндік берді: тірі материяның құрамына кірстін ақуыздар мен басқа да қосылыстар мен жасанды жолмен алынған күрделі молекулалардың арасында айырмашылық жер мен көктей.
Синтетикалық макромолекулаларды тірі энзимдердің реакция жылдамдығымен де, бұл реакцияларлың температурасы, каталиттік мамандануымси де салыстыруға келмейді. Макромолекулаларлың көптеген қасиеттері. молекулалардың және олардың құрам бөліктерінің конфигурациясына, макромолекулалардың активті орталықтарының кеңістікте таралуының өзгеруіне байланыстм және әртүрлі, типті болмашы әсерден де өзгеруі мүмкін.
Макромолекулалардың қасиеттері макромолекулалардың физикалық және химиялық қасиеттерін анықтайтын олардың электрондық тығыздығының таралуымен байланысты тірі материяның негізгі компоненттерін қарастырайық (ақуыздар, нуклеопротеидтер, көмірсулар, липидтер, бейорганикалық заттар мен су).
Нуклеин қышқылдары — барлық тірі ағзалардың генетикалық материалы болып табылады. ДНК-ның структурасының анықталуы биологиядағы жаңа кезнді ашты. Себебі бұл тірі клеткалар мен ағзалардың қалан көбеюі және олардың тіршілік қызметін реттеуге қажет ақпараттын қалай кодталатынын түсінуге мүмкіндік берді.
Полинуклеотидтер, фосфорлы биополимерлер.
Нуклеин қышқылдарын алғаш рет И.Ф.Мишер 1868 ж. ядролық материалға бай клеткалардан (лейкоцит, сперматозоид) тапқан. «Нуклсин қышқылдары» термині 1889 ж. ұсынылды. Нуклеин қышқылдарының сызықтық молекулалары нуклеотидтерден тұрады. Бір нуклеотидтің 5′-фосфаты мен келесісінің көмірсу қалдығының 3′-гидроксилі арасындағы эфирлік байланыстар молекуланың көмірсу-фосфаттық қаңқасын түзеді. Нуклеин қышқылдарының жоғарыполимерлі тізбектері бірнеше оннан жүздеген миллионға дейін нуклеотидтік қалдықтардан түрады. Олардың молекулалық массасы 105-1010. Әдетте нуклеин қышкыларында мономер ретінде дезокси- немесе рибонуклеотидтер болады. Осыған сәйкес дезоксирибонуклеин және рибонуклеин қышқылдары болып бөлінеді. ДНК молекулалары әдетте 2 тізбсктен, РНК негізінен бір тізбекті болын табылады. Клеткалы ағалардын құрамына нуклеин қышқылдарының екі типі де кіреді, ал вирустарда нуклеин қышқылдарыиын біреуі-ДНК немесе РНК болады. Нуклеин қышқыддарының биологиялық рөлі-генетикалық ақпаратты сақтау, жүзеге асыру және тасымалдау болып табылады. Сонымен қатар олар биологиялық естің әртүрлі түрлерін-иммунологиялық, нейрологиялық қамтамассыз етуі және биосинтетикалық процестерді реттеуде маңызды рөл атқаруы мүмкін.
Нуклеин қышқылдарының мономері нуклеотидтер (нуклеозидфосфаттар), яғни нуклеозидтердің фосфорлық эфирі болып табылады. Олар азоттық негіздеи (әдетте пуриндік немесе пиримидиндік), көмірсу рибоза (рибонуклеотидтер) немссе дезоксирибозадан (дезоксирибонуклеотид) және бір немесе бірнеше фосфор қышқылының қалдығынан тұрады.
Нуклеотидтердің құрылысы-нуклеозидфосфаттар, нуклеозидтердің фосфорлық эфирлері. Азоттық негіздерден (әдетте пуриндік немесе пиримидинді), көмірсу рибозадан (рибонуклеотидтер) немесе дезоксирибозадан (дезоксирибоиуклеотидтер) және бір немесс бірнеше фосфор қышқыльшыц қалдыгыиан тұрады.
Екі нуклеотидтердің қалдығынан динуклеотад, бірнеше-олигонуклеотидтер, көп-полинуклеотидтер. Нуклеотидтер нуклеин қышқылдарының құрамына кіреді (полинуклеотидтер), макызлы коферменттердің (НЛД, НЛДФ, ФЛД, КоЛ және басқа биологияық белсенді қосылыстрдың құрамына).
Нуклеазалар-гидролазалар класына кіретін ферменттер. Бұл ферменттер нуклеин қышқылдарының полинуклеотидтік тізбегіндегі фосфодиэфирлік байланыстарының моно- және олигонуклеотидтер түзе отырын ыдырау реакцияларын катализдейді. Шеткі мононуклеотидтер экзонуклеазалар, ал нолинуклеотидтік тізбектің ішіндегі ыдырау реакциялары эндонуклеазалардың көмегімен ыдырайды.
Клеткаларда нуклеин қьшқылдары барлық уақытта ақуыздармен (протаминдер мен гистондар) байланысты болады, нуклеопротеидтер түзеді.
Протамин-молекулалық салмағы 2000 болатын өте қарапайым ақуыз. Окың құрамына кіреін аминқышқылдары: аргинин, лизин және гистидни.
Гистондар-молекулалық салмағы 12000-20000 болатын қарапайым ақуыз. Құрамында негізгі аминқышқылдары аргинин мен лизин басым. Гистондар сомалық клеткалардың ядроларында кездеседі. Құстарлың эритроциттерінің құрғақ затының 40% құрайды. Гистондар барлық ядролардан табылған, бұл оның ДНК-ның генетикалық функцияларында қатынасатыны туралы қорытынды жасауға мүмкіндік береді. Рибонуклеин қышқылы (РНК) ДНК-ға қарағанда нашар-зерттелген, себебі оның структурасын бұзбай бөліп алу өте қиын.
Нуклеин қышқылдары-мономерлі бірліктер нуклеотидтерден құралған. Нуклеотидтерден үлкен молекулалар-нолинуклеотидтер құралады.
Нуклеотидтердің құрылысы- нуклеотидтердін молекулалары 3 бөліктен тұрады — бескөміртекті қант, азоттық негіздер және фосфор қышқылы.
Қант. Нуклеотидтің құрамына кіретін қант пентозаның түріне байланысты нуклеин қышқылдары 2 типті болады — рибонуклеин қышқылы, дезоксирибонуклеин қышқылы.