Полирибонуклеотиды, синтез

Имеются данные, что в растениях встречаются два фермента, осуществляющие синтез полирибонуклеотидов. Фракция, содержащая большую часть ДНК из проростков гороха, по-видимому, катализирует образование РНК по следующей схеме [c.478]

Синтез информационной РНК при помощи РНК-полимеразы (Вейс и др.) происходит при наличии всех четырех рибонуклеозидтрифосфатов (АТФ, ГТФ, ЦТФ и УТФ) и минимального количества затравочной ДНК (см. также стр. 345, 346), на которой и синтезируется полирибонуклеотид по механизму комплементарности азотистых оснований. В промежутках между клеточными делениями синтез РНК, возможно, происходит путем [c.379]

Молекулы, способные выполнять функцию матрицы. При синтезе специфического полипептида, являющегося структурной частью биологически активного белка, роль такой матрицы играет полирибонуклеотид, в котором полностью и точно транскрибирована нуклеотидная последовательность соответствующего генетически активного участка ДНК. [c.521]

I. ФЕРМЕНТАТИВНЫЙ СИНТЕЗ ПОЛИРИБОНУКЛЕОТИДОВ [c.340]

Влияние затравки на синтез полирибонуклеотидов при использовании различных субстратов ) [c.341]

Почему следует избегать фосфатных буферов при ферментативном синтезе полирибонуклеотидов [c.355]

СИНТЕЗ ПОЛИРИБОНУКЛЕОТИДОВ ПУТЕМ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ [c.414]

Основные в достаточной степени изученные ферментные системы, участвующие в синтезе РНК и полирибонуклеотидов, представлены в табл. 13. [c.445]

Аналогичные закономерности наблюдаются прн катализированном ферментами синтезе (биосинтезе) полимеров. Мономеры в этом случае являются бифункциональными соединениями, но вследствие высокой специфичности катализатора оказывается возможным взаимодействие лишь одной из функциональных групп мономера с определенным концом растущей полимерной цепи. Например, фермент полинуклеотидфосфорилаза, с помощью которого происходит биосинтез полирибонуклеотидов из нуклеозиддифосфа-тов, катализирует взаимодействие концевой 3 —ОН группы растущей полинуклеотидной цепи с пирофосфатной связью в мономере [c.368]

Очевидно, что этот подход можно было бы использовать для синтеза полирибонуклеотидов лишь в том случае, если создать методы специфической защиты гидроксильной группы у С (2>, при которых не затрагивался бы С (3)-гидроксил. Как указывалось ранее, до самого последнего времени таких методов защиты н-е существовало, и поэтому первыми синтезами дирибонуклеотидов были синтезы соединений, содержащих не 3 -5 -связь, имеющуюся в природных веществах, а их изомеры. Примером такого синтеза может служить синтез динуклеотида из аденозина и уридина, связанных 5 -5 связью, который осуществлен Тоддом несколько лет назад принцип такого синтеза ясен из схемы [c.256]

Полученные в лаборатории С.С. Дебова данные свидетельствуют о более широком распространении полирибонуклеотид-фосфорилазы в живых организмах, чем это признавалось ранее. Фермент открыт также в клетках животных. Кроме того, получены экспериментальные доказательства синтетической функции полинуклеотид-фосфоргшазы. Вполне правомерно допущение, что этот фермент может принимать участие в синтезе коротких полирибонуклеотидов в клетках эукариот в норме и в некоторых экстремальных условиях. Кроме того, в лабораторных условиях фермент может найти применение для синтеза РНК-праймеров, используемых далее при синтезе ДНК. [c.495]

В ряде лабораторий (в частности, в лаборатории С. Бреннера) были получены данные о возможности существования в клетках в соединении с рибосомами короткоживущей РНК, названной информационной (иРНК). Сейчас она обозначается как матричная РНК (мРНК), потому что ее роль заключается в переносе информации от ДНК в ядре (где она синтезируется под действием ДНК-зависимой РНК-полимеразы) до цитоплазмы, где она соединяется с рибосомами и служит матрицей, на которой осуществляется синтез белка. Эта блестящая гипотеза затем экспериментально бьша доказана в лаборатории М. Ниренберга. При изучении влияния различных фракций клеточной РНК на способность рибосом, выделенных из Е. oli, к синтезу белка было установлено, что некоторые из них стимулировали включение С-аминокислот в синтезируемый полипептид. Добавление синтетического полинуклеотида, в частности полиуридиловой кислоты (поли-У), в белоксинтезирующую систему приводило к включению в синтезирующуюся белковую молекулу единственной аминокислоты -фенилаланина. Поли-У вызывал синтез в бесклеточной системе необычного полипептида полифенилаланина. Таким образом, искусственно синтезированный полирибонуклеотид, добавленный к препаратам рибосом, включавшим известные к тому времени факторы белкового синтеза и источники энергии, вызывал синтез определенного, запрограммированного полипептида. [c.519]

В выяснении полного генетического кодового словаря выдающуюся роль сыграли разработанные Г. Хорана подходы к синтезу полирибонуклеотидов (искусственных мРНК) с определенными повторяющимися триплетными последовательностями (кополимеры). Их потом использовали в качестве матрицы в белоксинтезирующей системе. Образованные при этом полипептиды содержали равные количества аминокислот в полном соответствии с матрицей кополимера. [c.521]

В прямой зависимости от пирофосфатпой связи, то следовало бы ожидать, что расщепление АТФ с образованием орто- и пирофосфатов будет сопровождаться одинаковым изменением свободной энергии и что неорганический пирофосфат представляет собой макроэргическое соединение. Но стандартная свободная энергия гидролиза пирофосфата составляет только —3,8 ккал. Последствия термодинамических различий между отщеплением от АТФ орто- и пирофосфата особенно четко вырисовываются при сравнении синтеза синтетических полирибонуклеотидов и дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Образование синтетических полирибонуклеотидов сопровождается отщеплением ортофосфата от нуклеозиддифос-фата эта реакция легко обратима. Синтез же ДНК сопровождается отщеплением пирофосфата от дезоксинуклеозидтрифосфата, и эта реакция обратима с трудом. [c.94]

Добавление некоторого ограниченного числа нуклеотидных единиц к концу молекулы имеющегося полирибонуклеотида не может рассматриваться как полинуклеотидный синтез. Тем не менее эта реакция близка к нему, имеет большое значение и хорошо сейчас изучена. В 1956 г. было показано, что в присутствии фосфорилирующей системы Р -аденозин-5 -мопофосфат целиком включается в РНК в цитоплазме печени крыс [149]. После гидролиза диэстеразой змеиного яда был получен меченый 5 -АМФ, а после щелочного гидролиза — меченые цитидип-2 - и цитидин-З -монофосфаты. Это говорит о том, что в РНК АМФ преимущественно присоединяется к ЦМФ. Подобные наблюдения на различных биологических объектах были проведены многими исследователями. Эти данные наряду с данными о том, что основная часть включенного аденина освобождается после щелочного гидролиза в виде нуклеозида, свидетельствуют о том, что АМФ присоединяется к концу цепи РНК. На важность этих наблюдений впервые обратили внимание Замечник, Хоглэнд и их сотрудники [150—152] в Бостоне, работавшие с растворимой, т. е. транспортной, РНК (s-PHK) цитоплазмы печени крысы. s-PHK отличается от РНК рибосом или микросом своеобразной способностью акцептировать нуклеотиды, присоединяясь к ним своей концевой группой, Такое присоединение нуклеотидов к концу цепи РНК обязательно предшествует прикреплению аминокислот в процессе биосинтеза белка. Все s-PHK из тканей животных, дрожжей и бактерий ведут себя в этом отношении одинаково. [c.251]

Ряд исследований был посвящен изучению влияния метилирования на биологические свойства полинуклеотидов наблюдалось изменение способности синтетических полирибонуклеотидов направлять синтез полипептидов 25 инактивация тРНК мутагенный эффект при действии на ДНК или РНК вирусов. В случае ДНК биологическое действие связано, по-видимому, с отщеплением 7-Ы-метилгуанина (см. гл. 8). [c.370]

Полирибонуклеотиды были впервые синтезированы Северо Очоа, получившим за эти исследования в 1959 г. Нобелевскую премию вместе с Артуром Корнбергом, осуществившим синтез ДНК в бесклеточной системе (см. разд. 5 гл. ХУП1). Очоа совместно с Грюнберг-Манаго открыл в 1955 г. фермент (полииуклеотид-фосфорилазу), который в присутствии Мд++ превращает нукле-озид-5 -дифосфаты в полирибонуклеотиды. Реакция описывается уравнением [c.340]

Использование более чистых препаратов фермента при синтезе полирибонуклеотидов приводит к появлению лаг-периода. Вероятно, в плохо очищенном препарате фермента содержится затравка, инициирующая синтез полимера. Результаты тщательного исследования роли затравки в синтезе полирибонуклеотидов из нуклеозид-5 -дифосфатов, катализируемом полинуклео-тидфосфорилазой, приведены в табл. 17. Все полирибонуклеотиды действуют как затравки для синтеза себе подобных полимеров. [c.341]

После открытия полинуклеотидфосфорилазы ферменты, катализирующие реакцию получения полирибонуклеотидов из рибонуклеозидтрифосфатов, были найдены в клетках различных растений, животных, бактерий и вирусов. Помимо полирибонукле-иновой кислоты, продуктом такой реакции является также неорганический пирофосфат. Для проведения синтеза необходимы фермент РНК-полимераза, все четыре нуклеозидтрифосфата, двухвалентный ион Mg++ или Мп++, соединение, содержащее сульфгидрильные группы, и затравка. В тех случаях, когда затравкой служит ДНК, частоты 16 возможных ближайших соседей в затравке и синтезированном полирибонуклеотиде оказываются очень близкими. [c.354]

Источник РНК, т. е. место, где происходит синтез РНК, еще не идентифицирован, но все имеющиеся данные показывают, что рибосомальная, матричная и транспортная РНК синтезируются с участием ДНК- Фермент РНК-полимераза, используя ДНК в качестве шаблона и четыре трифосфорибонуклеотида (АТФ, ГТФ, ЦТФ и УТФ) в качестве субстратов, ведет синтез полирибонуклеотидов, имеющих последовательность оснований, комплементарную последовательность шаблонной ДНК. Таким образом, генетическая информация передается по наследству в форме полидезоксирибонуклеотидов, а затем переписывается на полирибонуклеотиды, после чего переносится на полипептиды. [c.393]

Описано несколько других систем, которые катализируют включение концевых рибонуклеотидов в РНК- Они, возможно, и не имеют отношения к специфическому синтезу РНК de novo, так как рибонуклеиновые кислоты, вероятно, образуются путем постепенного присоединения нуклеотидов и концевые фрагменты, по-видимому, должны быть более чувствительны к обратимому пирофосфоро-лизу, чем внутренние нуклеотиды. Однако важным фактором при включении в концевые группы может быть отсутствие подходящего рибонуклеозид-5 -трифосфата. В различных рибонуклеиновых кислотах было идентифицировано около тринадцати различных нуклеозидов при попытке вызвать ферментативную полимеризацию-четырех основных нуклеотидов встретились затруднения, препятствующие образованию полинуклеотида с достаточно высокой длиной цепи. Тем не менее существуют прямые доказательства синтеза полирибонуклеотидов из рибонуклеозид-5 -трифосфатов в животных системах. Например, экстракты из ядер зобной железы теленка после фракционирования дают ферментные препараты, которые катализируют образование полиадениловой кислоты (длиной 25—100 нуклеотидов) из аденозин-5 -трифосфатов. В присутствии затравочной РНК цитидин-5 -трифосфат превращается в по-лицитидиловую кислоту частично очищенным ферментом (в отличие от фермента, специфичного для АТФ) из того же самого источника. В случае других систем животных (ядра печени крысы) моно-нуклеотидный остаток цитидин-5 -трифосфата (а-Р ) включается во внутренние участки, а не в конец цепи. Включение заметно стимулируется АТФ, ГТФ и УТФ, в то время как рибонуклеаза и дезоксирибонуклеаза заметно понижают включение. [c.318]

Влияние образования кo шлeк a с металлом (или водородных связей) по Р-фосфатной группе нуклеозид-5 -пирофосфатов хорошо видно на примере ферментативного синтеза полирибонуклеотидов из таких субстратов, где обычно более сильная кислота (нуклеозид-5 -фосфат) используется для фосфорилирования З -гидроксильной группы. (Следует отметить, что комплексы нуклеозид-5 -трифосфатов с двухвалентными катионами более устойчивы, чем [c.352]

Хотя полимеризация ну клеозид-2, 3 -циклофосфатов под действием дифенилхлорфосфата представляет собой удобный, быстрый и широко применяемый метод синтеза олиго- и низших полирибонуклеотидов, остаются еще в силе известные ограничения метода. Так, образующийся полимер содержит приблизительно равные количества 2 —5 - и 3 —5 -межнуклеотидных связей. Условия гидролиза промежуточных полимерных соединений, содержащих триэтерифицированную межнуклеотидиую фосфатную группу до полимеров с диэфирной связью, оказывают незначительное влияние на это соотношение, несмотря на разнообразие использованных растворителей и широкий интервал pH среды, хотя при получении аналогичных бензиловых эфиров уридиловой кислоты (из уридин-2, З -циклофосфата и дифенилхлорфосфата в присутствии избытка бензилового спирта) образуется примерно 75% уридин-3 -бензилфосфата и 25 i) его 2 -изомера [31. Прямой специфический синтез [c.508]

Наряду с полирибонуклеотидами важно было изучить также модельные полидезоксирибонуклеотиды. Для них долгое время не удавался ферментативный синтез. Поэтому здесь первые успехи принесла органическая химия. Корана 1удалось, применяя создан-ный им метод конденсации мононуклеотидов, получить целый ряд олигонуклеотидов до степени полимеризации, равной 15. Для этого нуклеотиды приводились в соприкосновение со специальным реагентом, дициклогексилкарбодиимидом, ведущим конденсацию с отнятием воды [c.224]

Полирибонуклеотид — нуклеотидилтрансфераза (К-Ф.2.7.7.8) — фермент, выделенный в 1953 г. из азотобактера. Катализирует синтез высокомолекулярных полирибонуклеотидов из нуклеозид-5 -дифосфатов с освобождением орто сфата. Реакция протекает в присутствии йонов магния и является обратимой [c.67]

Равновесие в реакции достигается при использовании для синтеза 60—80% нукле-озиддифосфатов. Этот фермент обнаружен в составе многих микроорганизмов и в растительных тканях. Присутствие его в тканях животного происхождения требует дополнительных доказательств. Он широко применяется в лабораторной практике синтеза искусственных полирибонуклеотидов. Для действия неочищенных препаратов полирибонуклеотид—иуклеотидилтрансферазы не требуется затравки, тогда как для проявления активности высокоочищенных препаратов нужно добавить не( ьшое количество полинуклеотида или некоторых олигонуклеотидов. Олигонуклеотид-ные затравки включаются в синтетический продукт и являются неспецифичны- [c.67]

РНК. биосинтез — система ферментативных процессов, ведущих к синтезу полирибонуклеотидных цепей. Наиболее вероятными типами реакций биосинтеза РНК являются I) синтез РНК с участием ДНК-зависимой РНК-полимеразы (см. ДНК-зависимая РНК-полимераза) 2) синтез РНК с участием РНК-зависимой РНК-полимеразы (см. РНК-зависимая РНК-полимераза) и 3) синтез полирибонуклеотидов с участием по лирибонуклеотидфосфорилазы (см. Полирибонуклеотид — нуклеотидилтрансфераза). Поскольку эти процессы в различной степени освещены в указанных рубриках, то здесь мы ограничимся лишь схемой наиболее вероятного механизма биосинтеза РНК in vivo на ДНК-матрице (рис. 24). [c.77]

РНК-зависимая РНК-полимераза — фермент, обнаруженный первоначально в экстрактах некоторых микроорганизмов, катализирующий синтез определенных полирибонуклеотидов в присутствии природных и синтетических РНК-матриц. Этот фермент получил название РНК-синтетазы, или РНК-репликазы. Обязательным условием проявления его активности является наличие двухвалентных катионов и рнбонуклеозидтрифосфатов. В синтетическом продукте последовательность нуклеотидов комплементарна матрице. Матрицей в этой реакции могут быть и синтетические гомополимеры, в таком случае синтетический продукт будет представлять собой гомополимер, комплементарный матричному. [c.78]

Терминацня транскрипции выражается в том, что РНК-полимераза узнает сигнал окончания синтеза РНК, в результате чего синтезированный полирибонуклеотид отделяется от ДНК-матрицы. Из экстрактов кишечной палочки выделен белковый фактор с мол. массой 200 ООО, с помощью которого РНК-полимераза узнает сигналы терминации. Этот белок был назван р-фактором. При отсутствии этого белка в бесклеточной системе на ДНК-матрице РНК-полимераза синтезирует гетерогенные РНК (от 5S до 35S), тогда как при добавлении р-фактора половину синтезирующей ся РНК составляют 12S- и 7S-PHK. Аналогичный механизм имеет место и при транскрипции соответствующих генов in vivo. [c.83]

Важное значение имел открытый Очоа и Гринберг-Манаго ферментативный метод синтеза полирибонуклеотидов из нуклеотида и аналогичный синтез полидезоксирибонуклеотидов из дезоксинуклеозид-5 -три-фосфатов, осуществленный Корнбергом. [c.681]

Как установили Ниреиберг и сотр. (1965 г.), т-РНК, нагруженные аминокислотами, связываются с рибосомами только в том случае, если на рибосомах находится соответствующая и-РНК. Если роль и-РНК выполняет синтетический полирибонуклеотид (например, полиури-динфосфат), то с рибосомами связывается только та т-РНК, в структуре которой имеется соответствующий антикодон. Так, для иии это тройка А—А—А, присутствующая только в т-РНК фенилаланина. Схема всего синтеза белка в клетке дана на рис. 125. Оказалось, что [c.690]

Важное значение имел открытый Очоа и Гринберг-Манаго метод синтеза полирибонуклеотидов из нуклеотида, превращенного в пирофосфат, путем действия на этот пирофосфат полинуклеотид-фосфорилазы — фермента, выделенного из одного из видов азобактера [c.722]

В случае полинуклеиновых кислот выделение и очистка представляют значительные трудности [855—857]. Осторожное расщепление приводит к олигонуклеотидам [858, 859] и, в конце концов, к мононуклеотидам и их составным частям [860, 861]. В научном отношении важно то наблюдение, что полирибонуклеотиды могут быть построены с помощью энзимов из рибонуклеозид-5-дифосфата [862], Этот искусственный синтез имеет значение в связи с процессом передачи наследственных признаков, который связывают с нуклеиновыми кислотами [863]. [c.126]

Особая РНК-полимераза (праймаза) синтезирует короткую цепь РНК (примерно 10 рибонуклеотидов — праймер), комплементарную одной из цепей ДНК-матрицы. Этот фермент не нуждается в затравке для синтеза полирибонуклеотида. [c.303]

Представляет интерес рассмотрение методов синтеза динуклеотидов с концевой З -фосфомоноэфирной группой, которые могут служить исход-ным материалом при получении полирибонуклеотидов методом полимеризации. Известные в настояш,ее время пути синтеза таких динуклеотидов основаны на конденсации 8аш,иш енных мононуклеотидов Так, ди- [c.412]

В 1955 г. Грюнберг-Маиаго и Очоа осуществили in vitro синтез полирибонуклеотидов из рибонуклеозид-5 -дифосфатов под действием фермента полинуклеотидфосфорилазы (полирибонуклеотид—нуклеотидил-трансферазы), выделенного ими из микроорганизмов и впоследствии обнаруженного в клетках растений и животных Первоначальное предположение, что данная реакция лежит в основе синтеза РНК в клетке, в дальнейшем не подтвердилось. Под действием полинуклеотидфосфорилазы полимеризация нуклеозиддифосфатов происходит беспорядочным образом и приводит к гомо- и гетерополимерам, не обладающим специфической нуклеотидной последовательностью. Состав полимеров определяется в основном соотношением исходных нуклеозиддифосфатов Полученные таким путем высокополимерные полинуклеотиды заданного состава широко используются для выяснения макроструктуры нуклеиновых кислот и при изучении нуклеотидного кода для синтеза белка. [c.441]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология