Образование - двойная спираль
Cтраница 2
Существование двойных и тройных спиралей, образованных полирибонуклеотидами, например поли - ( А У) и поли - ( А 2У), вызывает естественный вопрос: в озможно ли образование двойных спиралей, в которые входили бы как рибозные, так и дез-оксирибозные остатки. Установлено, что полидезоксириботими-диловая кислота образует комплексы с полирибоадениловой кислотой ( с соотношением 1: 1 и 2: 1), но не образует таких комплексов с полирибоурациловой, полирибоинозиновой или по-лирибоцитидиловой кислотами. [16]
Для того чтобы более подробно описать В-форму ДНК, а также превращения ее в другие формы двойной спирали, рассмотрим пространственную структуру мономерных звеньев нуклеиновых кислот и межмолекулярные взаимодействия, приводящие к образованию двойной спирали. [17]
Mg достаточно велика и превышает 10 - 4М) указывает на то, что значительная часть оснований находится в регулярных спиральных участках. Образование двойных спиралей РНК на первый взгляд кажется странным. Возможно, что наиболее правдоподобна модель Доти-Фреско, спираль Крика-Уотсона с небольшими петлями, нарушающими регулярную структуру в тех точках, где нет совпадения нужных комплементарных пуриновых и пиримидиновых оснований. В ряде отношений РНК отличается от ДНК по своему поведению в растворах и, следовательно, по своей вторичной и третичной структуре. В ДНК очень слабы полиэлектролитные эффекты, так как это очень прочная спираль и очень жесткая двойная цепь. Соответственно нативная ДНК очень сильно повышает вязкость, а при тепловой денатурации, когда двойная спираль разрушается, вязкость сильно падает. [18]
Из этих четырех оснований тимин может образовывать водородные связи с аденином, а цитозин - с гуанином. При образовании двойной спирали эти пары оснований сближаются и между ними возникают водородные связи, которые и обеспечивают целостность всей структуры. На рис. 4.22 эти водородные связи показаны более детально. [19]
Водородные связи играют важную роль не только в химии, но и в биологии. В частности, они обусловливают образование двойной спирали нуклеиновых кислот, обеспечивающей передачу информации в живом организме. [20]
Водородные связи играют важную роль не только в химии, но и в биологии. В частности, они обусловливают образование двойной спирали нуклеиновых кислот, обеспечивающей передачу информации в живом орга-низме. [21]
Особенно любопытно, что подобный стереокатализ имеет место в чисто химической реакции без всяких ферментов, да еще протекающей в неводном растворителе. Несомненно, здесь налицо химические последствия образования двойных спиралей Крика-Уотсона, являющихся термодинамически весьма устойчивыми образованиями. [22]
Обращение перехода спираль - клубок при образовании ренатурированной ДНК наблюдается лишь в том случае, когда охлаждение проводят медленно. Действительно, комплементарные цепи должны сначала найти друг друга и соединиться комплементарными участками; лишь после этого они закручиваются с образованием двойной спирали. [23]
 |
Плавление ДНК. [24] |
В молекулярной биологии широко используется способность денатурированных ДНК ренатурировать с восстановлением исходной двуспиральной структуры. Для этого денатурированную ДНК ( если изучается гибридизация двух различных нуклеиновых кислот, то одна из них несет радиоактивную метку) помещают в условия, оптимальные для образования двойных спиралей ( ионная сила раствора - около 0 2; температура - на 10 - 20 СС ниже Тт нативной ДНК) - В случае полностью комплементарных цепей ДНК со временем они целиком превратятся в дву-спиральные молекулы. Если в смеси присутствуют как комплементарные, так и некомплементарные цепи ДНК, то после ренатурации первых тем или иным способом определяют долю двуспиральных молекул. ДНК одного типа закрепляются на нитроцеллюлозных фильтрах, которые затем помещают в раствор ДНК ( или РНК) другого типа. После образования двуспиральных комплексов на фильтрах они легко могут быть отмыты от несвязавшейся ДНК - Этот же подход используется при выявлении цепей ДНК ( или РНК), комплементарных другим ДНК ( или РНК), после разделения их электрофорезом в гелях. [25]
 |
Плавление ДНК. [26] |
В молекулярной биологии широко используется способность денатурированных ДНК ренатурировать с восстановлением исходной двуспиральной структуры. Для этого денатурированную ДНК ( если изучается гибридизация двух различных нуклеиновых кислот, то одна из них несет радиоактивную метку) помещают в условия, оптимальные для образования двойных спиралей ( ионная сила раствора - около 0 2; температура - на 10 - 20 СС ниже Тт нативной ДНК) - В случае полностью комплементарных цепей ДНК со временем они целиком превратятся в дву-спиральные молекулы. Если в смеси присутствуют как комплементарные, так и некомплементарные цепи ДНК, то после ренатурации первых тем или иным способом определяют долю двуспиральных молекул. В настоящее время широко распространены методы, когда денатурированные молекулы ДНК одного типа закрепляются на нитроцеллюлозных фильтрах, которые затем помещают в раствор ДНК ( или РНК) другого типа. После образования двуспиральных комплексов на фильтрах они легко могут быть отмыты от несвязавшейся ДНК - Этот же подход используется при выявлении цепей ДНК ( или РНК), комплементарных другим ДНК ( или РНК), после разделения их электрофорезом в гелях. [27]
На этом основано интересное предположение о том, что в процессе эволюции молекул ДНК природные условия могли благоприятствовать 3 5 -связям. На более поздних стадиях благодаря появлению ферментов такой процесс мог стать определяющим, а таким образом, возможно, была вообще устранена потенциальная неоднозначность протекания реакции путем замены рибозы на 2 -дсзо-ксирибозу. К тому же образование двойных спиралей ДНК, как теперь известно, способствовало сохранению наиболее прочных 3 5 -связей - пример дарвинского отбора на молекулярном уровне. [28]
Следующий вопрос, который был подвергнут экспериментальному исследованию, - возможность специфического комплексо-образования между ИРНК и гомологической ДНК ядра путем образования двойных спиралей Крика-Уотсона. Ясно, что если ИРНК является полной репликой ДНК в пределах цистронат задающего структуру каждого белка, то существует не просто идентичность состава по основаниям, но и полное соответствие чередования нуклеотидов вдоль цепи ДНК и ИРНК. Следовательно, возможно образование двойных спиралей Крика-Уотсона. [29]
Первым этапом, который определяет скорость процесса, является образование ядра, представляющего собой одну или несколько пар оснований, соответствующих парам, присутствовавшим в нативной молекуле. Возникновение такого ядра ( или ядер) может происходить на одном или нескольких определенных участках денатурированной молекулы. После возникновения ядра протекает быстрый процесс образования двойной спирали. [30]
Страницы: 1 2 3