Сверхспираль
Cтраница 2
Темно-красные кристаллы в виде листочков. С полннуклеотидами образует прочные интенсивно флуоресцирующие комплексы, причем флуоресценция проявляется только на двухтяжевых участках ДНК - Обладает способностью раскручивать сверхспирали ДНК, превращая их в открытые циклические структуры и даже в сверхспирали противоположного направления. [16]
Сколько сс-спиралей скручено друг с другом, пока еще не удалось установить определенно. Недавнее детальное исследование [140] дает основание считать, что миозин, а-кератин и тропомиозин в сухом состоянии, так же как и парамиозин, с наибольшей вероятностью имеют двойную сверхспираль. [17]
Сколько а-спиралей скручено друг с другом, пока еще не удалось точно установить. Исследование, проведенное в работе [82], дает основание считать, что миозин, а-кератин и тропомио-зин в сухом состоянии, так же как и парамиозин, с наибольшей вероятностью имеют двойную сверхспираль. [18]
Темно-красные кристаллы в виде листочков. С полннуклеотидами образует прочные интенсивно флуоресцирующие комплексы, причем флуоресценция проявляется только на двухтяжевых участках ДНК - Обладает способностью раскручивать сверхспирали ДНК, превращая их в открытые циклические структуры и даже в сверхспирали противоположного направления. [19]
И вот тут-то на помощь приходит сверхспирализация. Ведь она возможна только в той ДНК, в которой обе нити на всем протяжении целы. А убедиться в наличии сверхспирали очень просто - в сверхспиральной ДНК гораздо легче развести две комплементарные цепочки, то есть раскрыть участок двойной спирали. Раскрытие подобно действию расплетающего белка - оно снимает напряжение в отрицательно сверхспирализованной ДНК. Итак, белку, которому поручен контроль, следует связаться с нужным участком ДНК ( он узнает его по определенной последовательности нуклеотидов) и попробовать развести в этом месте нити. Если получилось, то с этого места быстро-быстро начинается репликация. Если развести нити не удалось, то придется подождать - ДНК еще не готова к воспроизведению. [20]
В клетке ДНК связана с какими-то белками, в частности, с теми, которые раскрывают двойную спираль и расплетают в этих местах две нити. Но из-за расплетения среднее для всей молекулы значение у0 становится больше, чем для чистой ДНК, не связанной с белками. Поэтому, если ДНК все-таки не закручена в клетке в сверхспираль, то очистка ее от белков приведет к тому, что она обязательно перейдет в сверхспирализованное состояние с отрицательным знаком. [21]
И вот в 1976 г. группа Мартина Геллерта ( Национальный институт здравоохранения, США) обнаружила фермент, который при помощи АТФ - этого универсального аккумулятора энергии в клетке, производит действие, обратное тому, что проделывает белок, открытый Уонгом. Этот фермент, названный гнразой, превращает расслабленную несверхспирализован-ную зкДНК в сверхспираль. И вот тут-то выяснилось, что если вывести из строя гиразу, то самые важные процессы в клетке, в частности репликация ДНК, полностью прекращаются. Стало ясно, что сверхспирализация - жизненно важное для клетки состояние ДНК. [22]
Гипотеза эта возникла потому, что было прямо доказано: для того чтобы начать удваиваться, молекуле ДНК обязательно надо закрутиться в сверхспираль, но для самого процесса репликации сверхспираль вовсе не нужна. Более того, иногда перед репликацией одна из нитей кольцевой замкнутой ДНК рвется, причем этот разрыв делает специальный белок и только в том случае, если ДНК сверх-спирализована. Получается какая-то бессмыслица - клетка затрачивает усилия, чтобы превратить ДНК в сверхспираль с помощью одного белка ( ДНК-гиразы) для того, чтоиы другой белок эту сверхспирализацию немедленно ликвидировал. [23]
Приметы были ясны: если нужный белок существует, то с его помощью сверхспирали-зованная ДНК должна превращаться в кольцевую замкнутую молекулу, не имеющую сверхвитков. В самом деле, как только белок разорвет одну из нитей, напряжение в ДНК немедленно пропадет, то есть сверхспираль исчезнет. [24]
Изучение сверхспирализации ДНК, замкнутых in vitro с помощью ДНК-лигазы 315 316 331 332, подтверждает это положение. Очень высокую степень сверхспирализации удается получить 316, если замыкание цикла проводить в присутствии интерка-лирующих красителей ( вызывающих частичное расплетание двойной спирали ДНК), а после циклизации удалить их из молекулы ДНК. Исследование сверхспирализации ковалентно-замкнутых ДНК, выделенных из различных источников, может пролить свет на условия их образования m vivo. В качестве меры степени сверхспирализации ДНК можно принять число витков сверхспирали, приходящееся на единицу длины молекулы. Иногда используют величину а, называемую плотностью сверхспирали, которая является частным от деления числа сверхспиральных витков т на число р, равное / го общего числа нуклеотидов в изучаемой двух-спиральной молекуле. [25]
 |
Два предельных случая стыковки кольцевой молекулы ДНК в месте одноннтевого разрыва. а - удачная стыковка. б - не удачная. [26] |
Наиболее убедительные доказательства были получены в опытах с кольцевыми ДНК. Это было сделано все тем же Джеймсом Уонгом, имя которого нами не раз упоминалось. Уонг использовал методику Келлера, о которой было рассказано в гл. Эта методика позволяет различать с помощью гель-электрофореза две молекулы ДНК, отличающиеся на единицу по числу витков сверхспирали. Чтобы понять суть опытов Уонга, представим себе, что мы имеем кольцевую ДНК, содержащую один однонитевой разрыв и что эта ДНК предоставлена самой себе в растворе. [27]
Изучение сверхспирализации ДНК, замкнутых in vitro с помощью ДНК-лигазы 315 316 331 332, подтверждает это положение. Очень высокую степень сверхспирализации удается получить 316, если замыкание цикла проводить в присутствии интерка-лирующих красителей ( вызывающих частичное расплетание двойной спирали ДНК), а после циклизации удалить их из молекулы ДНК. Исследование сверхспирализации ковалентно-замкнутых ДНК, выделенных из различных источников, может пролить свет на условия их образования m vivo. В качестве меры степени сверхспирализации ДНК можно принять число витков сверхспирали, приходящееся на единицу длины молекулы. Иногда используют величину а, называемую плотностью сверхспирали, которая является частным от деления числа сверхспиральных витков т на число р, равное / го общего числа нуклеотидов в изучаемой двух-спиральной молекуле. [28]
Связывание актиномицина и АК идет ступенчато, через ряд промежуточных форм. Комплексообразование меняет конформа-дию ДНК. В такой ДНК основная правая спираль закручена в правую спираль более высокого порядка. Раскручивание сверхскрученной ДНК при образовании комплекса приводит вследствие топологических особенностей кольцевой структуры самой ДНК к изменениям геометрии всей макромолекулы. Установлено существование критической концентрации лиганда, отвечающей полному раскручиванию сверхспирали; дальнейшее добавление красителя вызывает закручивание ДНК в обратном направлении с образованием левой сверхспирали. Эти факты обнаруживаются методом седиментации. [29]
Кожа содержит сложный белок коллаген, характеризующийся высоким содержанием пролина и гидроксипролина. Различные коллагены отличаются друг от друга по составу. Выделенный из коллагена фрагмент Gly-Pro-X-Gly-Pro-X при кислотном и ферментативном гидролизе расщепляется по связи X-Gly, что позволило сделать вывод о том, что аминокислотные остатки соединены между собой по типу блок-сополимера с чередованием полярных и неполярных сегментов. Рентгено-структурный анализ показал, что каждый отдельный полипептидный участок спирализован. Молекула коллагена состоит из трех таких спиралей, сплетенных в сверхспираль и связанных между собой поперечными водородными связями. Полярные сегменты коллагеновой цепи содержат остатки аспарагиновой и глутаминовой кислот, лизина и аргинина. В коллагене присутствуют также неспиральные участки, так называемые телопептиды, находящиеся на концах основных а-спиралей и в точках их разветвления. [30]
Страницы: 1 2 3