Нуклеотиды стэкинг-взаимодействие

Нуклеиновые кислоты образованы нуклеотидами, связанными фос-фодиэфирными группами через группы в положениях 3 и 5. Такая структура имеет большое число вращательных степеней свободы. Для закручивания структуры представляют интерес 5 точек сахарофосфатного остова и две внутренние точки молекулы нуклеотида (точки 2 и 3, в которых возможны эндо- и экзо-положения сахара). Последнее обстоятельство связано с возможностью вращения связи сахар—фосфат (син и ангт) в нуклеотиде. Рассмотрим возникающие конфигуращ1и с точки зрения энергетической выгодности. Стабилизирующими факторами двойной спирали являются электростатические силы отталкивания между фосфатными группами, гидрофобное взаимодействие между основаниями (стэкинг-взаимодействие) и водородные связи между комплементарными основаниями. Именно эти факторы должны определять углы вращения сахаров и оснований, а также всю структуру синтезируемых олиго- и полинуклеотидов. [c.190]

Сдвиги резонансных сигналов в сторону сильного поля при повышении концентрации в водном растворе (la-naлогичные тем, которые обсуждались в разд. 15.3 для свободных пуриновых оснований) наблюдались также для пуриновых нуклеозидов и нуклеотидов [23, 29—33]. Их происхождение было объяснено той же причиной, т. е. стэкинг-взаимодействием оснований. Однако эти выводы были подвергнуты критике, как уже говорилось в разд. 15.3. В этих экспериментах также использовали внешний стандарт и не вводили поправку на изменение магнитной восприимчивости. Например, Т цо и сотр. [33] описали сдвиги в слабое поле при повышении температуры для протонов при С-5, С-6 и С-Г в УМФ. В качестве внешнего эталона использовался тетраметилсилан (рис. 15.6,6). Однако не принималось во внимание изменение разности восприимчивости растворителя и эталона при изменении температуры. Блэкбёрн и сотр. [34] показали, что если внутренним эталоном служит ДСС, то, в действительности, химические сдвиги изменяются в противоположном направлении с ростом температуры (рис. 15.6,а). Стэкинг-взаимодействие тем не менее мо- [c.414]

Было изучено связывание молекул красителей [57], диамагнитных и парамагнитных ионов металлов [58—66] с нуклеотидами и нуклеозидами. При связывании акридинового оранжевого наблюдалось [57] смещение резонансных сигналов нуклеозидов и нуклеотидов в сильное поле, что, вероятно, обусловлено образованием смещанных агрегатов за счет стэкинг-взаимодействия оснований с красителем. Показано, что ионы Мп + и Со2+ связываются преимущественно с фосфатными группами АМФ и АТФ [58—66]. [c.423]

Общеизвестно, что нуклеотидный состав фрагментов ДНК влияет на температуру их плавления. Оптимальные условия для отжига и отмывки нуклеиновых кислот в реакциях гибридизации подбирают исходя из их нуклеотидного состава. В гораздо меньшей степени учитывается вклад стэкинг-взаимодействий в термодинамическую стабильность двойной спирали. А между тем энергия таких взаимодействий между соседними нуклеотидами одной цепи ДНК, удерживающих ее в скрученном состоянии в физиологических растворах, больше энергии водородных связей комплементарного спаривания [29]. Порядок чередования оснований определяет степень стэкинга и, следовательно, влияет на термостабильность фрагмента ДНК. Даже единичная нуклеотидная замена может так сильно сказаться на стэкинг-взаимодей-ствии, что Гт изменится более чем на 1 °С. Поскольку процесс плавления домена практически полностью определяется кооперативными взаимодействиями, любая единичная нуклеотидная замена в любой его точке будет менять температуру плавления. [c.129]

Обнаружено, что рестриктаза Msp I расщепляет быстрее цепи богатые пуринами. Это объясняется предположением, что пуриновые нуклеотиды создают гидрофобное окружение, важное для полноценного взаимодействия с рестриктазой, или предопределяют молекулярную структуру участка узнавания через стэкинг взаимодействие оснований [411]. Рестриктаза Нра I расщепляет преимущественно цепи находящиеся в пиримидиновом окружении (в 3—4 раза быстрее, чем в пуриновом), а Мпо I не делает предпочтения ни для одного типа окружения цепей [73]. [c.90]

В спиралях рибосомной РНК встречаются одно- и двунуклеотидные боковые петли (с одного бока) это почти всегда пуриновые нуклеотиды (см., например, G , AA 58-959) Плоскости оснований таких петель могут ориентироваться перпендикулярно плоскостям оснований спирали (т. е. параллельно оси спирали) и, таким образом, служить гидрофобными площадками для стэкинг-взаимодействия бока спирали с другими участками РНК при формировании третичной структуры. (Встречаются также и более длинные боковые петли —от 3 до 10—14 нуклеотидных остатков они, однако, будут, скорее всего, формировать собственную структуру, так что такие места, по-видимому, лучше рассматривать как перерывы в спиралях.) [c.76]

Несмотря на малый молекулярный вес и сравнительно высокое содержание необычных минорных) оснований (г1)У и т. д.), структура этих РНК обладает удивительно высокой степенью упорядоченности. Особенно высока упорядоченность в присутствии ионов Mg +, абсолютно необходимых для осуществления биологической функции s-PHK одновалентные катионы даже в больших концентрациях подобного эффекта не вызывают. В присутствии ионов меняется не только точка теплового перехода, но также и его ширина (а следовательно, кооперативность перехода и стэкинг-взаимодействие между парами оснований). При этом оказывается весьма затруднительной реакция с рибонуклеазой или формальдегидом. На фиг. 57 показаны полная первичная и предполагаемая вторичная структуры аланиновой S-PHK (исследована Холли), тирозиновой s-PHK (исследована Мэдисоном в лаборатории Холли), двух достаточно близких сериновых s-PHK (изучены Цахау и его сотрудниками) и фенилаланиновой s-PHK (исследована группой Кораны). Все эти типы РНК были выделены из дрожжевых клеток. Две сериновые РНК содержат по 84 нуклеотида, фенилаланино- [c.158]

Еще одним методом изучения спиральной конфигурации нуклеиновых кислот является измерение спектров ЯМР водорода ( Н) в структурах А рА В левовращающей спирали стэкинг-взаимодействие приводит к химическому сдвигу резонансных частот атомов водорода Н-1 (сахар) и Н-2 (основание) в обоих нуклеотидах. Подтверждением могут служить и данные по уширению линий при введении Мп " , из которых следует наличие стэкинг-взаимодействия в левовращающей спирали олигомеров, содержащих 8,2 -циклонуклеотиды. [c.191]

Следующим объектом исследования группы Исэ в области полимеров, передающих информацию, стала смола, синтезированная на основе винилпиридина и дивинилбензола. Специальными хроматографическими методами удалось измерить стэкинг-взаимодействие между основаниями. Полученные результаты хорошо согласуются с данными других авторов. Сумио и др., работая с синтетическими полимерами типа 5, показали, что взаимодействие между основаниями уменьшается в следующей последовательности пурин — пурин > пурин — пиримидин > пиримидин — пиримидин. Полученные результаты сравнивали с данными по избирательной сорбции нуклеотидов полимерами, синтезированными из соединений типа 6. [c.199]

Условия совместимости спиралей. Возможные элементы вторичной структуры РЖ представлены на рис.6.1. Двутяжевый спиральный участок, или для краткости спираль, состоит из нескольких комплементарных пар, в которых нуклеотиды образуют классические Уотсон - Криковские А-О и С-С связи, а также С-О связь.Наличие С-О связи было экспериментально установлено, правда, при этом нужно учитывать, что связь между этими нуклеотидами непрочная и пара 0-11 может находится только внутри спирали, стабилизируемая стэкинг взаимодействиями соседей. Одноцепочечные участки характеризуются тремя типами петель и свободами З и 5 концами цепи. [c.190]

Другой тип олигонуклеотидных молекул при осуществлении праймерной прогулки описан в статье Фу и соавт. [Fu et al., 1995]. Ими был применен одно/двуцепочечный праймер, формируемый путем отжига 23-членного и 18-членного олигонуклеотидов, что привело к образованию на одном из его З -концов 5 выступающих нуклеотидов. Авторы цитируемой статьи делают заключение, что предсинтезированная библиотека подобных праймеров будет меньше, чем состоящая из более привычных гексамеров, поскольку все возможные варианты 5 неспаренных нуклеотидов приведут к существованию всего 1024 (4 ) таких олигонуклеотидов. Принцип же использования подобных праймеров заключается в образовании затравочного комплекса для ДНК-полимеразы путем их отжига на одноцепочечном участке фрагмента ДНК, образуемого подходящей рестрикционной эндонуклеазой (например АраШ), и удерживаемых на одноцепочечной матрице ДНК также за счет стэкинг-взаимодействия. [c.284]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология