Цепь - нуклеиновая кислота
Cтраница 2
 |
Типы взаимодействий, важных для белковых структур а. [16] |
Невалентные взаимодействия были открыты Ван-дер - Ваальсом ( 1873 г.), пытавшимся объяснить отклонение поведения реального газа от закона идеального газа. Взаимодействия между валентно-несвязанными атомами имеют огромное значение для биологических организмов; в частности, они ответственны за спонтанное свертывание полипептидных цепей и цепей нуклеиновых кислот, а также спонтанное образование мембран. [17]
Двойная спираль, открытая Криком и Уотсоном, описана в популярных книгах достаточно широко, так что всем уже известна способность дезоксирибонуклеиновой кислоты ( ДНК) воспроизводить самое себя, а рибонуклеиновой ( РНК) - монтировать на своей поверхности белки. При этом главные молекулы клетки почему-то выбирают из окружающей среды именно одни, а не другие блоки для монтажа, и садятся блоки как раз на те участки цепей нуклеиновых кислот, которые для них предназначены. Возникает вопрос: неужели этот безотказный механизм появился в живых системах сам по себе, неужели он не был предварительно обкатан природой на более простых объектах. [18]
Процессы ассоциации без сомнения играют одну из наиболее важных ролей в биохимии. Начальная степень связывания субстрата оказывает значительное влияние на каталитические свойства фермента. Важную роль играют специфические комплексы цепей нуклеиновых кислот или антител с антигенами. [19]
Это означает либо, что между активными тройками нуклеотидов, символизирующими аминокислотные звенья, должны быть как бы разделяющие запятые, либо что чтение последовательности нуклеотидов происходит постепенно от начальной точки цепи к ее концу. Как мы увидим дальше, синтезируемая белковая цепь нарастает постепенно от одного конца к другому в течение вполне заметного времени. Поэтому вполне естественно, что набор аминокислот на полинуклеотидной матрице происходит постепенно, начиная с определенной точки цепи нуклеиновой кислоты. [20]
Тот факт, что изменения в растворимостях и коэффициентах активности существенны уже при относительно низких концентрациях ( в наиболее благоприятных случаях - 0 1 моль / л), указывает на то, что они вызваны скорее прямым взаимодействием между молекулами, чем неспецифическим влиянием на растворитель. Константы ассоциации, вычисленные из данных по растворимости и коэффициентов активности ( типа приведенных на рис. 1), успешно объясняют зависимость положения сдвигов в спектрах ЯМР от концентрации. Неблагоприятное изменение энтропии ассоциации отдельных молекул в разбавленном растворе значительно меньше для оснований, которые связаны с ковалентным остовом цепи нуклеиновой кислоты. Поэтому почти несомненно, что механизм, который ответствен за взаимодействие отдельных молекул основания, является главным фактором, обеспечивающим устойчивость простой или двойной спирали полинуклеотида в водном растворе. [21]
Точная физико-химическая природа описанных процессов очень сложна, и нет сомнения, что в них играют вспомогательную роль отдельные ферменты, переносящие свободные нуклеотиды к РНК, а также АТФ ( аденозинтрифосфат), поставляющий необходимую для этого синтеза энергию. Вероятно, потребуется очень большой срок, прежде чем мы получим подробную картину всех явлений, из которых складывается процесс синтеза белков. Однако и при современном уровне наших знаний можно поставить вопрос: какие принципы комбинаторной математики полезны для изучения того, как генетическая информация, содержащаяся в цепях нуклеиновых кислот, переносится в цепи белков. [22]
Анализ приведенных выше результатов дает возможность написать для преобладающих таутомерных форм оснований нуклеиновых кислот формулы, изображенные на фиг. Минорные таутомерные формы, возможно, играют существенную роль в возникновении спонтанных мутаций, поскольку спаривание несоответствующих оснований ( см. гл. XVIII) должно привести к ошибке при включении оснований и при последующей репликации цепи. Можно показать, что если скорость включения основания в цепь нуклеиновой кислоты меньше скорости перехода минорного таутомера в доминирующую форму, то скорость спонтанных мутаций, обусловленных данным основанием, приблизительно равна константе равновесия между минорным и доминирующим таутомерами. [23]
Дизамещенные фосфаты гидролизуются фер ( ментами фосфо-диэстеразами. Некоторые из них неспецифичны, но большинство участвует в шдролизе нуклеиновых кислот и называется нуклеаза-ми. Существуют рибонуклеазы и дезоксирибонуклеазы ( гл. Экзонуклеазы атакуют фосфодиэфирные связи последовательно, начиная с одного конца цепи нуклеиновой кислоты, в то время как эндонуклеазы атакуют также и связи внутри цепи. [24]
За последние годы твердо установлено, что нуклеиновые кислоты выполняют в вирусе, клетке и в макроорганизме кибернетические функции. Прямые опыты по трансформации бактерий растворами чистой ДНК, по заражению бактерий с помощью ДНК, выделенной из фагов, по заражению растений с помощью РНК, выделенной из вирусов, показывают, что именно макромолекулы ДНК и РНК являются носителями генетической информации. Если искать сравнение из области электронных счетно-решающих машин, то можно, как это делал Нейман, рассматривать по аналогии с клеткой машину, содержащую все необходимое, чтобы воспроизвести самое себя. В такой машине должны быть рабочие орудия ( в клетке-это ферменты, организованные в пространственные структуры) и должен быть элемент памяти ( например, магнитная лента), в котором зафиксированы с помощью кода все детали ее конструкции. Цепочка нуклеиновой кислоты играет в клетке ту же роль, что магнитная лента в электронной машине. Чем длиннее цепь нуклеиновой кислоты, тем больше информации в ней может быть запасено. [25]
Впервые вопрос о коде был поставлен Гамовым в 1953 г. 163 Соображения, которыми он руководствовался в то время, были достаточно примитивны и в целом неверны, однако несомненная ценность его работы заключалась в новой постановке вопроса. Предположим, что белок это линейная цепочка, в которой каким-то образом чередуются 20 различных аминокислот. Предположим далее, что все свойства белка определяются исключительно порядком чередования различных звеньев вдоль цепи. Следовательно, это свойство каждой белковой макромолекулы должно быть зашифровано в цепи ДНК. Но цепь ДНК состоит из 4 различных нуклеотидов. Нужно несколько нуклеотидов, чтобы обозначить одну аминокислоту. Это было названо кодовым отношением. Следовательно, можно полагать, что цепь нуклеиновой кислоты передает структуру цепи белка трехзначным кодом. [26]
Страницы: 1 2