также Рибонуклеиновые кислоты Структура

Биохимические исследования давно привели к заключению, что синтезы таких специфических белков, как ферменты и т.д., контролируются шаблонами или матрицами, называемыми генами. Гены выполняют двойную функцию — воспроизведение собственной копии и обеспечение специфической структуры молекулы белка. Приведенные выше новые исследования, а также работы, направленные на изз ение размножения вирусов (см. Вирусы ), являются важным началом в познании химической природы генов. Большинство белков синтезируется в клеточной плазме в определенных полимеризационных центрах, называемых микросомами. Последние содержат только рибонуклеиновую кислоту и белки. Были открыты ферменты, связывающие аминокислоты с аденозинмонофосфорной кислотой с образованием смешанных ангидридов. Оказалось также, что эти ангидриды соединяются далее до входа в микросомы с рибонуклеиновой кислотой небольшого молекулярного веса, служащей, вероятно, переносчиком (М. Б. Хогланд 1956 г.). Таким образом, время выяснения механизма синтеза белков теперь кажется не очень далеким. [c.779]

Типы нуклеиновых кислот. В 1930 г. были определены два типа нуклеиновых кислот — ДНК и РНК, различающиеся химическим составом, молекулярной массой, сложностью структуры молекул, а также выполняемыми функциями в организме. Название нуклеиновых кислот обусловлено присутствием в кислоте углевода если в состав нуклеиновой кислоты входит рибоза, то она называется рибонуклеиновая кислота (РНК), а если входит дезоксирибоза, то нуклеиновая кислота называется дезоксирибонуклеиновая (ДНК). Кроме углеводного компонента, отдельные типы нуклеиновых кислот различаются составом азотистых оснований и структурой молекулы. [c.216]

Как известно, функция рибонуклеазы состоит в гидролитическом расщеплении рибонуклеиновых кислот и олигонуклеотидов. Как мы видели, это один из первых белков, изучавшихся с помощью ЯМР, хотя спектры, полученные на ранних стадиях, не обнаруживали характерных деталей. Рибонуклеаза близка по размеру (молекулярная масса 13700, 124 аминокислотных остатка) и форме к лизоциму и является удобным объектом для изучения методом ЯМР. В ее молекуле имеются 4 дисульфидных мостика, 18 остатков основных аминокислот (10 Лиз, 4 Apr и 4 Гис) и только 10 остатков кислых аминокислот (5 Глу и 5 Асп). Таким образом, в растворе при нейтральных pH молекула заряжена положительно. По сравнению с лизоцимом она содержит несколько меньше а-спиральных структур и больше -структур (остатки 42—49, 71—92 и 94—110). В дополнение к 4 Гис имеются также 6 Тир и 3 Фен, но нет остатков триптофана. Полная трехмерная структура рибонуклеазы известна из рентгеноструктурных исследований, проведенных двумя группами авторов [37, 38, 38а]. Форма ее глобулы близка к сферической имеется большая щель, в которой происходит связывание субстрата. С одной стороны этой щели расположены в непосредственной близости друг от друга остатки Гис-12, Гис-119 и Лиз-7, а с другой стороны находится Лиз-41. По данным подробных химических исследований все эти четыре остатка входят в активный центр. [c.363]

Функции, выполняемые ДНК и РНК в организме, а также их химические и физико-механические свойства различны. Помимо химического строения на свойства нуклеиновых кислот и их функции в организме весьма существенное влияние оказывают форма макромолекулы и надмолекулярные структуры, которые для рибонуклеиновых и дезоксирибонуклеиновых кислот также различны. [c.362]

Для препаратов рибонуклеиновых кислот не были получены рентгенограммы, строго сопоставимые с рентгенограммами ДНК, но это не исключает возможности существования спиральных структур (одно- или двухцепочечных) для этих полимеров последние работы фактически свидетельствуют о том, что и в их структуре могут иметься значительные количества спирализованных упорядоченных участков (см. стр. 623). Следует также отметить, что не все дезоксирибонуклеиновые кислоты существуют в форме двойных комплементарных спиралей, так как описаны нативные препараты, которые состоят из одной цепочки (например, ДНК из бактериофага Х-174) [159]. Заметные морфологические отличия между двухспиральными дезоксирибонуклеиновыми и рибонуклеиновыми кислотами наблюдали с помощью электронной микроскопии [160, 161]. Дезоксирибонуклеиновые кислоты из ряда источников выглядели как гладкие тяжи с диаметром примерно 20 А и длиной несколько микрон денатурированные нагреванием образцы давали [c.557]

Гидродинамически в 0,1 Л1 буферном растворе фосфата натрия с pH 6,8 вирусная рибонуклеиновая кислота ведет себя как однородная беспорядочно свернутая цепь [321] с молекулярным весом около 2-10 и радиусом враш,ения (определенным измерением светорассеяния и вязкости) около 400 А. При комнатной температуре происходит медленная перестройка РНК в более компактную структуру (возрастание коэффициента седиментации и понижение вязкости), при повышенных температурах этот процесс идет быстрее. Нагревание РНК также приводит к потере инфекционности, по-видимому, вследствие гидролиза фосфодиэфирных связей [322[. Против этого объяснения был выдвинут ряд возражений [321, 323], однако те физические методы, которые ири этом использовались, конечно, не были настолько чувствительными, чтобы с их помощью можно было обнаружить отделение концевого нуклеотида или другого относительно небольшого остатка. При температуре вплоть до 50° никаких изменений в вязкости инфекционной РНК в 0,1 тИ буферном растворе не происходило, но между 50 и 60° вязкость заметно возрастала. Это увеличение вязкости особенно заметно в 6 растворе мочевины, которая, кроме того, понижает температуру структурного перехода до 40° (и сужает область перехода). Увеличение вязкости сопровождается уменьшением константы седиментации, что указывает на раскручивание клубкообразной структуры и резкое увеличение асимметрии молекул при высоких температурах [324]. [c.610]

В последние годы была найдена аналогия в энзимах для синтеза рибонуклеиновой (РНК) и дезоксирибонуклеиновой кислот. Это сделало возможным изучение структуры и кинетики образования сополимеров из четырех компонентов и с более простым строением, а также гомополимеров. В этом докладе авторы касаются теории кинетики полимеризации и сополимеризации, молекулярных весов и их распределения. [c.100]

Нуклеиновые кислоты — молекулы, состоящие из отдельных мононуклеотидов. Функцией нуклеиновых кислот является запись и запоминание (хранение) биологической информации. Особенно важны два типа нуклеиновых кислот дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). ДНК находится в ядре клетки и является главной информирующей молекулой клетки. Таким образом, функцией ДНК является снабжение клетки информацией для точного воспроизводства каждого вида клетки, включая синтез необходимых ферментов, а также дополнительного количества молекул ДНК. Иными словами ДНК участвуют в процессах деления клетки и передаче наследственных признаков. Следует отметить, что по своей структуре ДНК каждого из организмов отличаются друг от друга. Молекулы ДНК представляют собой длинные цепи, находящиеся в виде спаренных или двухнитяных спиралей. Длина двух таких молекул составляет примерно 20 А. Молекулярный вес ДНК колеблется в пределах 100 000 000—4 000 000 000. Каждое из звеньев цепи ДНК составляют четыре различных повторяющихся мононуклеотида. Такая последовательность называется кодом. Строение нитей ДНК представлено на схеме 16. Следует отметить, что в скелете [c.333]

Методы, используемые для экстракции рибонуклеиновых кислот, частично зависят от природы органа или организма. В одном из ранних методов, использованном Левиным 11], к густому тесту из дрожжей добавляли щелочь, смесь перемешивали с пикриновой кислотой, фильтровали и нуклеиновую кислоту осаждали из фильтрата добавлением соляной кислоты. Такая довольно жесткая обработка приводила к тому, что полученная нуклеиновая кислота значительно отличалась от нативной рибонуклеиновой кислоты. Для выделения рибонуклеиновых кислот, приближающихся по структуре к нуклеиновым кислотам живой клетки, необходимо избегать применения жестких условий (pH, тедтература) в то же время необходимо, насколько возможно, затормозить ферментативный распад. Широко применялась экстракция рибонуклеопротеидов изотоническим раствором хлористого натрия [2,3]. Белки от нуклеиновых кислот могут быть отщеплены различными методами, такими, как обработка смесями хлороформа с октиловым спиртом [4], додецилсульфатом натрия [5], нитратом стронция [6] или спиртом [7], а также расщепление белковой фракции трипсином [8]. И снова эффективность каждого метода определяется природой рибонуклеопротеида. Для инактивации ферментов в процессе экстракции полезно применение хлоргидрата гуанидина (денатурирующего агента) [9] для выделения рибонуклеиновых кислот и нативных рибонуклеопротеидов из дрожжей был применен метод. [c.364]

Нуклеиновые кислоты представляют собой линейные полимерные молекулы, состоящие из чередующихся углеводных и фосфоди-эфирных остатков. Фрагменты углеводов существуют в молжулах нуклеиновых кислот в- фураиозиой форме и связаны по атому С-1 с остатками пиримидиновых или пуриновых оснований (общее рассмотрение структуры нуклеиновых кислот см. [45]). Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) присутствует во всех живых клетках и служит носителем генетической информации. В качестве углеводного остатка в молекуле ДНК присутствует о-дезоксирибоза, а в качестве оснований — тимин. цитозин (пиримидиновые основания) и аденин, гуанин (пуриновые основания) (рис. 7.14, а). Определенная последовательность расположения пиримидиновых и пуриновых оснований в цепи ДНК связана с конкретной генетической информацией. Рибонуклеиновые кислоты (РНК) также представляют собой неразветвлеиные полимерные молекулы, отличающиеся от молекул ДНК тем, что содержат вместо дезоксирибозы о-рибозу (с группой ОН при атоме С-2) и урацил вместо тимина. РНК выполняют роль матриц для синтеза белка. [c.317]

Фуллер [108] описал конфигурацию рибонуклеипо- вой кислоты, аналогичную В-конфигурации ДНК, в виде двух спиралей, закрученных одна вокруг другой. Двойные витые спиральные слои могут быть образованы или межмолекулярной водородной связью между двумя витками при модели рибонуклеиновой кислоты в виде двойной спирали или внутримолекулярной водородной связью между различными частями модели рибонуклеиновой кислоты в виде одиночной спирали, предложенной Фреско и др. [102, 103] . Франклин и др. [99] также рассматривали структуру рибонуклеиновой кислоты. [c.147]

Гель-хроматографию особенно целесообразно применять в тех случаях, когда необходимо очень быстро отделить высокомолекулярные компоненты от низкомолекулярных. На специально подготовленной колонке (3X6 сл) с сефадексом 0-25 (грубым) Эрлан-деру [25] удалось всего за 2 мин полностью отделить рибонуклеазу от воды, содержащей тритий. Этот быстрый аналитический метод позволяет изучить кинетику обмена трития и на этом основании сделать выводы о степени спирализации растворенного белка. Несколько позднее аналогичная методика была успешно использована при исследовании вторичной структуры растворимых рибонуклеиновых кислот [26] и дезоксирибонуклеиновых кислот [27]. Конечно, нуклеиновые кислоты также могут быть модифицированы химическим путем, например действием диазотированной сульфаниловой кислоты [28]. Избыток реагента и побочные продукты реакции удаляют на сефадексе 0-50. [c.146]

Значительную ценность представляют собой рибонуклеазы высокой специфичности, так как они не только расщепляют нуклеиновую кислоту на олигонуклеотиды, которые во многих случаях можно разделить и определить их структуру, но и указывают также в общем распределение нуклеотидов. Так, обнаружено, что пропорция пиримидиновых нуклеозид-З -фосфатов (по отношению к общему содержанию пиримидинов в нуклеиновой кислоте), выде ляющихся под действием панкреатической рибонуклеазы, в значительной степени варьирует. Нри известной специфичности фермента высокий процент выделения свободных пиримидиновых нуклеотидов по отношению к общему содержанию пиримидинов указывает на наличие участков цепи, в которых два или более пиримидинов следуют подряд друг за другом, в то время как выделение мононуклеотидов в относительно малом количестве указывает на то, что пиримидиновые нуклеотиды в основном соединены (через 5 -гидро-ксильную группу) с З -фосфатами пуриновых нуклеотидных звеньев. В этой связи представляет интерес факт, что из растворимых в солевом растворе дрожжевых нуклеиновых кислот выделяется около 50% цитидиловой, уридиловой и псевдоуридиловой кислот в расчете на общее содержание каждой из них и только 10—20% тиминовых нуклеотидов [161]. Из рибонуклеиновой кислоты вируса табачной мозаики штамма М после исчерпывающего переваривания панкреатической рибонуклеазой выделено значительно большее количество пиримидиновых нуклеотидов, чем в случае штаммов ТМУ, НК и УА следовательно, распределение пиримидиновых нуклеотидов в РНК из штамма М отличается от распределения нуклеотидов в РНК штаммов ТМУ, НР или УА [162] (ср. с приведенными ниже данными). [c.392]

Мембраны участвуют также в образовании таких высокоупорядоченных структурных комплексов, как митохондрии, аппарат Гольджи и эргастоплазма. Эргастоплазма является особенно типичным цитоплазматическим образованием в клетках щитовидной железы. Она содержит наряду с параллельно расположенными и находящимися с ними в связи трубками, гранулярные структуры, содержащие рибонуклеиновые кислоты и называемые рибосомами. Последние являются глобулярными макромолекулами рибонуклеопротеидов. [c.290]

Изучены хироптические свойства, обусловленные активными дисульфидными хромофорами (разд. 2.21), а также КД некоторых специфичных белков, таких, как миоглобин, гемоглобин, инсулин, рибонуклеаза, сывороточный альбумин и лизоцим [433, 563, 587, 593, 594]. Кроме того, хироптические методы использованы для того, чтобы получить данные о структуре нуклеогисто-нов, о стабилизации рибонуклеиновых кислот природными или синтетическими полиоснованиями, а также о действии мочевины и додецилсульфата натрия на структуру яичного альбумина. Недавние исследования показывают, что в глобулярных белках эффекты Коттона часто имеют значительную величину и наблюдаются вблизи УФ-полос поглощения тирозина и триптофана. Исследование оптической активности триптофана, тирозина и производных фенилаланина, в частности, в связи с изучением рибонуклеазы показало наличие значительного эффекта Коттона, обусловленного полосой поглощения шести тирозиновых остатков. Сделана попытка систематического анализа этих эффектов [595]. Ряд простых производных, исследованных в растворителях, замерзающих при температуре жидкого азота, обнаруживают тонкую структуру как УФ-, так и КД-полос, что делает возможным анализ их колебательной структуры. Фенольный хромофор имеет два перехода в близкой ультрафиолетовой области. Исследованы соответствующие колебательные прогрессии, одна сильная и одна слабая. Их положение очень чувствительно к природе растворителя, и поэтому следовало ожидать, что в рибонуклеазе, которая имеет три защищенных и три незащищенных тп-розиновых звена, будут прогрессии, возникающие из обоих типов звеньев, если оба они обладают повышен- [c.94]

В самое последнее время удалось пролить свет на механизм участия нуклеиновых кислот в этих важнейших для л изни клетки процессах. Установлено, что химическая природа синтезируемых в клетке аминокислот определяется структурой рибонуклеиновой кислоты и, прежде всего, химической природой и порядком расположения входящих в состав нуклеотидов оснований. Каждой из аминокислот соответствует РНК с определенным набором и чередованием компонентов в тринуклеотиде. Именно благодаря этому и становится возможным регулирование направления синтеза и природы синтезируемых 20 различных аминокислот молекулой нуклеиновой кислоты. Весьма важно также, что роль фактора, определяющего специфичность синтеза аминокислот и, следовательно, специфичность белкового синтеза, вы- [c.40]

В интактных клетках бактерий дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) включена в структуру нуклеоида. Эта структура стабилизируется рибонуклеиновой кислотой (РНК), и поэтому присутствие следов рибонуклеазы приводит к разворачиванию нуклеоида во время лизиса и образованию очень вязкого раствора высвободившейся ДНК. Трудности, связанные с высокой вязкостью, можно преодолеть несколькими путями. Цепи молекул ДНК можно разрезать короткой обработкой ультразвуком или гомогенизацией суспензии лизирован-ных клеток в ножевом микроизмельчителе. Можно также добавить в раствор дезоксирибонуклеазу, но для функционирования этого фермента необходим Mg + в концентрации не менее 0,1 мМ. Если сферопласты ли-зируются в присутствии ЭДТА, то требуется избыток M.g + по сравнению с содержанием ЭДТА. [c.147]

ДНК не может непосредственно участвовать в синтезе белков. Она является только местом, где записана информация о них, подобно жесткому диску компьютера. Синтез белков происходит в специализированных рибонуклеопротеидных частицах (то есть состоящих из рибонуклеиновой кислоты и белка), называемых рибосомами. Для того чтобы доставить информацию из жесткого диска компьютера (ядра клетки с хромосомами) к месту сборки белков, используется дискета , в качестве которой выступает информационная, или матричная, рибонуклеиновая кислота (мРНК). РНК по своей природе очень близка к ДНК. Это тоже полимер, но имеющий только одну нить, и нуклеотиды вместо сахара дезоксирибозы содержат рибозу. Нуклеотиды, составляющие молекулу РНК, аналогичны содержащимся в молекулах ДНК А, Г, Ц, а также У — урациловый нуклеотид, который близок по структуре Т — тиминовому нуклеотиду ДНК и который так же, как и Т, комплементарен А. Списывание информации с жесткого диска (ДНК) на дискету происходит путем образования молекулы мРНК, комплементарной одной из нитей ДНК. Таким образом, последовательность нуклеотидов в ней полностью идентична таковой другой нити ДНК (рис. 6). Разумеется, этой информации вполне достаточно для синтеза белка со строго определенной последовательностью аминокислот в соответствии с [c.16]

Примером химического строения ферментов может служить рибонуклеаза. Первый ферментный белок, первичная структура которого была определена в 1960—1962 гг.,— рибонуклеаза — фермент, катализирующий расщепление рибонуклеиновой кислоты, В 1969 г. осуществлен его химический синтез. Молекулярная масса кристаллической рибонуклеазы равна 13 683. Поли-пептидиая цепь этого фермента состоит из 124 аминокислотных остатков и четырех дисульфидных мостиков, которые, по-видн-мому, связывают между собой отдельные участки. полипептидной цепи рибонуклеазы и поддерживают третичную структуру белка. Концевыми аминокислотами рибонуклеазы являются лизин и валин. Установлено, что каталитическая активность рибонуклеазы зависит главным образом от наличия В ней двух гистидиновых остатков, а молекула фермента свернута таким образом, что эти два аминокислотных остатка — один в начале, другой в конце полипептидной цепи — оказываются в непосредственной близости один от другого. Если блокировать свободную аминогруппу остатка лизина, то также происходит полная потеря каталитической активности фермента. Это свидетельствует о том, что ферментативные свойства рибонуклеазы, а также других ферментов зависят от структуры определенных участков полипептидной цепи и их взаимодействия, т. е. от структуры активного центра фермента. [c.76]

Сахар пентоза, входящий в состав РНК, является рибозой, а входящий в состав ДНК, — 2-дезоксирибозой (отсюда и названия этих кислот — рибонуклеиновая и дезоксирибонуклеиновая). Часть нуклеотида, состоящую из сахара с присоединенным к нему азотистым основанием, обозначают как нуклеозид. Поэтому нуклеотиды называются также нуклео-зидмонофосфатами. Общая структура единицы нуклеотида представлена на рис. 2.1 и 2.2. [c.76]

Специфическую последовательность аминокислот в белках определяют две встречающиеся в природе нуклеиновые кислоты— дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК), — также имеющие цепочечное строение (структура и свойства этих кислот рассмотрены в гл. XVII—XIX). В клетке содержится набор различных молекул нуклеиновых кислот. ДНК представляет собой генетический материал и находится главным образом в хромосомах последовательность входящих в ее состав оснований служит генетическим кодом клетки. Две различные молекулы ДНК можно сравнить с двумя книгами, которые внешне совершенно одинаковы, но тем не менее одна из них повествует, скажем, о слонах, а другая — о муравьях. Если учесть, какое множество признаков должно быть закодировано в ДНК, то станет ясным, почему в клетке может существовать много разных видов ДНК. В клетке имеется также несколько различных видов РНК. Последняя содержится преимущественно в цитоплазме — там, где происходит процесс синтеза белка. Вопрос о том, какую роль играют разные виды РНК в синтезе белка, рассмотрен в разд. 4 гл. XX. [c.20]

Параллельно с анализом структуры ДНК изучались особенности ее ферментативного синтеза, приведшие в 1958 г. к обнаружению, в том числе, фермента ДНК-полимеразы. В 1959 г. С.Очоа и его ученику А.Корнбергу были присуждены Нобелевские премии за открытие механизмов биологического синтеза рибонуклеиновой и дезоксирибонуклеиновой кислот . Хотя в настоящее время в молекулярной биологии более широкое применение находят несколько иные ДНК полимеразы с улучшенными свойствами (либо позже обнаруженные в природе, либо слегка измененные или даже сконструированные исследователями), сами принципы ферментативного построения новых молекул ДНК in vitro остались неизменными. И уникальную возможность саморазмножения молекул ДНК при определенных условиях в системе in vitro с учетом комплементарности азотистых оснований также смело можно отнести к одной из ее важных черт. [c.9]

При половом воспроизведении конъюгирующиеся гаплоидные клетки с половинным набором хромосом комбинируют в клетке-плоде полный их набор за счет отцовской и материнской половых клеток. Таким образом, оплодотворенная клетка получает наследственную информацию, содержащуюся в структуре нуклеиновых кислот хромосом, с обеих сторон и в процессе митотического деления передает ее каждой дочерней клетке плода. Конечно, — только грубая схема, первые черты представления о сложнейших и интимнейших процессах жизни — процессах воспроизведения и синтеза белков, процессах воспроизведения организмов, которые (процессы) взаимно зависимы, но между которыми нельзя ставить знак равенства. Я не пытаюсь описать здесь также разную роль в этих процессах двух основных типов нуклеиновых кислот — рибонуклеиновых и дезоксирибонуклеиновых. [c.23]

Смотреть страницы где упоминается термин также Рибонуклеиновые кислоты Структура: [c.179] [c.7] [c.53] [c.286] [c.248] [c.247] [c.221] [c.22] [c.316] [c.394] [c.413] [c.418] [c.427] [c.609] [c.623] [c.25] [c.57] [c.176] [c.184] [c.53] [c.19] [c.446] [c.15] [c.230]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология