Cтраница 2
В последние годы С-замсщспныс углеводы были совершенно неожиданно обнаружены в другой области - в бурно развивающейся химии нуклеиновых кислот. До недавних пор считалось что главными основаниями в молекулах нуклеиновых кислот являются адешш, гуанин, урацил, цитозин и тимин. Однако ныне хромато-графическнм путем в дезоксирибонуклешгавой кислоте обнаружены 5-метилцитозин и 5-оксиметилцитозин. В то же время на хромато-граммах гндролкзатов рибонуклеиновой кислоты стали обнаруживаться новые пятна, которые трудно было приписать известным основаниям. [16]
Пиримидины и пурины - важные соединения и сами по себе, и по той роли, которую они играют в химии нуклеиновых кислот. Поэтому рассмотрим сначала пиримидины и пурины, а также некоторые их простые производные. Различные пиримидины получают обычно конденсацией мочевины, тиомочевины или амидина с производными малоновой кислоты или ( 3-кетоэфиром. Так проводят и синтез самого пиримидина, причем в качестве промежуточного соединения образуется барбитуровая кислота. [17]
Невзирая на эти вполне естественные и независящие от автора упущения, книга Дэвидсона будет весьма полезной для всех тех, кто хочет поближе познакомиться с последними данными по химии нуклеиновых кислот, их структуре, биосинтезе и обмене, а также получить современные представления о процессе биосинтеза белка. Другими словами, эта книга-учебник может быть рекомендована широкому кругу биологов, химиков и физиков, интересующихся проблемой хранения наследственной информации и ее реализации в процессах развития и жизнедеятельности организма. [18]
Гипохромизм важен не только сам по себе, как чрезвычайно интересное оптическое явление, но главным образом как феномен, дающий нам в руки простой и удобный метод, который можно использовать в химии нуклеиновых кислот для качественной и количественной оценки процессов ориентации - дезориентации ( таких, как денатурация, ренатурация, обратимое образование гомополимерных комплексов или образование гибридных спиралей ДНК - РНК), а также для установления генетической связи между ДНК из различных организмов или из различных клеток одного и того же организма. Все, что требуется для проведения такой оценки - это спектрофотометр или какой-нибудь другой прибор, с помощью которого можно измерять поглощение света в области 260 ммк. Первый максимум поглощения у всех исследованных видов ДНК располагается в интервале 256 - 265 ммк; вблизи 230 ммк находится минимум, а второй максимум поглощения лежит в далекой ультрафиолетовой области, при 195 ммк. [19]
Хотя эта глава входит в серию глав, посвященных органической химии, тот факт, что она появляется в разделе, озаглавленном Нуклеиновые кислоты, означает, что в основном материал в ней будет рассматриваться таким образом, что специальные синтезы и получение многих аналогов нуклеозидов упоминаться не будут, если они не представляют непосредственный интерес для читателя, работающего в области химии нуклеиновых кислот. Поскольку как предмет изучения нуклеиновые кислоты охватывают исключительно много отдельных дисциплин, то в настоящей главе важнее выделить те аспекты химии многих известных антибиотиков и других антиметаболитов, которые являются нуклеозидами, чем перечислять многочисленные соединения с гетероциклами, включающими все возможные положения атомов азота, и содержащие углеводные остатки различной конфигурации, получение которых зачастую было вызвано лишь научными интересами исследователей, и которые зачастую не имеют особо интересных биологических свойств. [20]
Эта область объединяет химию нуклеиновых кислот и белков, микробиологию, генетику и биохимию. Первой задачей генной инженерии является выделение и идентификация генетического материала ( ДНК) из одного организма. Далее этот материал модифицируется с тем, чтобы его можно было ввести в новый организм-хозяин. При воспроизведении генетического материала хозяина введенная ДНК также воспроизводится. [21]
В сочетании с химией нуклеиновых кислот он образует также основу новой дисциплины - молекулярной биологии. Исключительно быстрое развитие химии белка в течение последнего десятилетия приводит к тому, что соответствующие учебники и руководства устаревают во многом уже через 3 - 4 года после издания. Поэтому представляется необходимым систематическое издание с 2 - 4-годичными интервалами специальных пособий, которые достаточно полно отражали бы современное состояние химии и биологии белка и в то же время были бы просты по изложению и не слишком велики по объему. В соответствии с этими требованиями составлено настоящее руководство по общей химии белка. Оно основано на материалах лекций, прочитанных студентам 4-го курса биолого-почвенного факультета Ленинградского государственного уни верситета в 1962 - 1966 гг. При подготовке его авторы имели в виду, что все разделы частной химии белка будут представлены во второй части руководства, которую намечается издать несколько позже. [22]
Хотя общий тип строения нуклеиновых кислот выяснен, остается исключительно трудная задача изучения строения разных нуклеиновых кислот, отличающихся, очевидно, порядком соединения мононуклеоти-дов. Можно сказать, что химия нуклеиновых кислот находится в состоянии, в котором химия белков находилась несколько десятилетий назад. [23]
В 1965 г. Холли полностью расшифровал строение аланин-т - РНК ( переносящей аланин), состоящей из 82 нуклеотидов. Расшифровка первой РНК является крупнейшим событием в химии нуклеиновых кислот. [24]
Химическая обзорная литература по нуклеиновым кислотам посвящена почти исключительно синтезу, в особенности синтетической химии мономеров ( нуклеозидов и нуклеотидов), и в меньшей степени синтезу полинуклеотидов. Между тем имеется еще один важнейший аспект химии нуклеиновых кислот, который находится пока еще в процессе становления. Речь идет об изучении реакционной способности макромолекул нуклеиновых кислот и их компонентов, что важно как для выяснения вопросов, касающихся строения этих важнейших биополимеров, так и для правильного понимания их биологических функций. В последние годы подобные исследования начали очень быстро расширяться. [25]
Дэвидсона обширная проблема биохимии нуклеиновых кислот рассматривается вся в целом, почти во всех ее разнообразных аспектах. В пределах сравнительно небольшого объема книги кратко рассмотрены химия нуклеиновых кислот, методы их определения, локализация и роль в клетке, обмен ( включая биосинтез), а также их биологическое значение и связь с вирусами. Книга была переведена на русский, французский, польский и японский языки. Ее популярность растет с выходом каждого очередного издания, создаваемого плодовитым пером автора. [26]
Тоддом, даны краткие результаты исследований, проведенных в области химии нуклеиновых кислот, главным образом за последние 5 - 6 лот. [27]
Однако Фрэнсис не согласился с тем, что постоянно обнаруживаемая в биологических системах парность требует, чтобы мы построили двухцепочечную модель. Он считал, что нужно отбросить соображения, не вытекающие из химии нуклеиновых кислот. [28]
При написании любого обзорного труда авторы сталкиваются с трудной задачей приведения в более или менее стройную систему символов и сокращений, использованных в многочисленных оригинальных работах. Особенно сложна эта задача для такой бурно развивающейся области, как химия нуклеиновых кислот. Отсутствие единой системы, а также невозможность строгого проведения какого-либо бесспорного логического принципа делает эту задачу почти неразрешимой или, точнее, весьма уязвимой для критики, так как понятие приемлемость весьма субъективно. [29]
Наиболее важными классами природных соединений этого типа являются фосфатиды и нуклеиновые кислоты. В последнее время были достигнуты значительные успехи главным образом в изучении химии нуклеиновых кислот, что вполне понятно, если иметь в виду бурное развитие молекулярной биологии. Рибонуклеиновые и дез-оксирибонуклеиновые кислоты состоят из цепей полинуклеотидов, в которых индивидуальные нуклеозиды связаны друг с другом фос-фодиэфирными связями. Различные нуклеозиды располагаются в соответствующих цепях в определенном порядке, который, как предполагают, представляет собой код наследственных признаков и свойств. Согласно другим представлениям, нуклеиновые кислоты в организмах непрерывно ресинтезируются в результате сложных биохимических процессов, отправной - - тоздой-котерых-явдяют бел. Между тем, поскольку для последних характерна очень сильно выраженная чувствительность к внешним влияниям, они могут вызывать изменения упомянутого кода, и, следовательно, все названные кислоты, как предполагают, несут ответственность за приобретение новых свойств или, употребляя принятый в биологии термин, - за изменчивость. Хотя чисто химические методы синтеза этих соединений находятся еще на начальном этапе развития, причем наиболее выдающиеся достижения ограничиваются получением некоторых полинуклеотидных цепей, сосредоточение усилий все возрастающего числа химиков и биохимиков на исследованиях такого рода приводит к ускорению развития данной области. [30]