Нуклеиновые кислоты синтез ферментативный

Ферментативная модификация нуклеиновых кислот, синтез олиго- и полинуклеотидов [c.61]

В этом разделе рассматриваются основные ферменты биосинтеза нуклеиновых кислот, поскольку многие нз них широко используются в химико-ферментативном синтезе полинуклеотидов. Среди этих ферментов особый интерес представляют полимеразы и лигазы. [c.348]

Хроматографические методы, позволившие разделить продукты химического или ферментативного гидролиза нуклеиновых кислот, сделали возможным в последние годы объяснение строения последних [14, 15, 44, 91]. Эти методы служат также для анализа мононуклеотидов [91, 92], олигонуклеотидов и смесей полинуклеотидов, получающихся при химическом синтезе [36, 44, 45, 90] или под действием ферментов [50, 65, 66). [c.451]

Исследования, описанные в этой главе, ясно показывают, что образование нуклеотидов для биосинтеза нуклеиновых кислот является кульминационным моментом в длинной и сложной цепи тонко регулируемых ферментативных реакций [109—111]. В меньшей степени регуляция осуществляется на стадии полимеризации (стр. 208), в большей — на отдельных этапах синтеза нуклеозидов и их трифосфатов. [c.182]

Как видно из материала предыдущего раздела, задача установления первичной структуры нуклеиновых кислот является весьма сложной и разрешена пока лишь в некоторых простейших случаях. В связи с этим большое значение для исследований связи структуры и реакционной способности, а также биологической активности приобретают модельные олиго- и полинуклеотиды определенного строения. Некоторые полинуклеотиды такого типа (см. стр. 64) получены из природных объектов, однако систематическое использование модельных полинуклеотидов для решения физико-химических и биологических проблем стало возможным только после разработки методов препаративного получения подобных соединений с помощью химического или ферментативного синтеза. Химические методы синтеза имеют значение для получения олигонуклеотидных соединений для получения же полинуклеотидов применяются ферментативные и химико-ферментативные методы. [c.83]

Наряду с опытами по ферментативному синтезу полинуклеотидов значительный интерес представляют опыты по ферментативному и химическому расщеплению этих полимеров. В принципе задача этих опытов — изучение порядка чередования нуклеотидов вдоль цепи. В отличие от белков для нуклеиновых кислот вполне удовлетворительных методов пока не существует. Методы ферментативного расщепления дают главным образом статистические данные, однако и такие данные полезны. [c.245]

Предполагая, что биохимические процессы в системе белка и нуклеиновых кислот протекают при одновременном присутствии Dag активных масс и субстрата, а также что в основе клеточного метаболизма лежат ферментативные реакции, авторы без должного обоснования предлагают для выражения скорости синтеза D- и g -масс использовать уравнение типа Михаэлиса — Ментен, но включающее два субстрата [c.101]

Но все остальные основные биологические процессы (синтез белков и нуклеиновых кислот, ферментативные биохимические реакции, деление клеток, мышечное сокращение, распространение нервного возбуждения и т. д.) происходят во тьме, без участия световых квантов. Эти темновые процессы тоже квантовые, ибо это химические процессы. Ясно, что в любой химической реакции происходит перемещение электронов, изменение электронного состояния системы. Окислительно-восстановительные биохимические процессы, составляющие сущность дыхания, наглядно об этом свидетельствуют. [c.325]

Анаболизм — ферментативный синтез сравнительно крупных клеточных компонентов (полисахаридов, нуклеиновых кислот, белков, жиров) из простых предшественников, который ведет к увеличению размеров молекул, к усложнению их структуры. Последовательность ферментативных реакций, приводящих к биосинтезу тех или иных клеточных компонентов, называют анаболическими путями. [c.96]

Функции ферментов исключительно разнообразны. С ними связаны все превращения живой материи, от них зависит распад одних веществ в организме и образование новых. Переваривание и усвоение пищевых продуктов, прежде всего белков, жиров, углеводов, невозможно без участия ферментных систем. С другой стороны, синтез белков, нуклеиновых кислот, липидов, гормонов и других веществ в организме также представляет собой совокупность ферментативных реакций. Все функциональные проявления живого организма — дыхание, двигательные движения, нервно-психическая деятельность, размножение и т. д. — непосредственно связаны с работой соответствующих ферментных систем. Ферменты ответственны и за такие функции, как транспорт различных веществ и ионов через биологические мембраны. Совокупность ферментативных реакций, строго локализованных в пространстве и происходящих в определенный интервал времени, и составляет существо то(Го, что мы называем жизнедеятельностью, жизнью. Именно в этом глубокий смысл изречения Фридриха Энгельса, приведенного в эпиграфе к этой глав [c.33]

Демонстрированные опыты представляют собой часть работы, проведенной для изучения особенностей процессов самообновления нуклеиновых кислот и белков в организме. Опыты с автолизом белков, которые-будут изложены особо, проведенные по аналогичным схемам, выявили у белков растений такие же особенности обмена, как и у нуклеиновых кислот. В связи с этим возникает вопрос о характере изменений белков и нуклеиновых кислот после их образования в клетке, которые закономерно изменяют и отнощение к этим соединениям со стороны ферментативных систем распада и деполимеризации, создавая в клетке определенный порядок , очередность процессов синтеза и распада основных компонентов живой материи. [c.69]

К настоящему времепм удалось промоделировать в основном только гидролитические ферментативные процессы, но вполне реально, что в скором будущем станет возможным ступенчатый синтез макромолекул, таких, скажем, как белки и нуклеиновые кислоты. Например, если вещества со структурой, напоминающей рецепторы для лекарственных препаратов, удастся включить в синтетические мембраны, то станет возможным изучение этих рецепторов без каких-либо осложнений иммунологического и токсикологического характера. Кроме того, способность мембран разделять заряженные частицы может найти промышленное применение в системах для накопления энергии или производства водорода. [c.265]

Такое планирование оправдано в тех случаях, когда потенциальное исходное соединение является бросовым товаром (например, является отходом того или иного производства и желательна его рациональная утилизация, либо когда в целевой молекуле легко распознать структурные фрагменты, отвечающие доступным соединениям. Наиболее выразите.льньш примером второй ситуации может служить синтез биополимеров (белков, полисахаридов, нуклеиновых кислот). Все они построены из небольших мономерных блоков, соединенных через гетероатомы. Такими мономерами для полипептидов и белков являются аминокислоты, для полисахаридов — моносахариды, а для нуклеиновых кислот — нуклеотиды. В биополимерах эти мономеры соединены амидной, 0-гли-козидной и фосфодиэфирной связями соответственно. Такие связи легко расщепляются при химическом или ферментативном гидролизе. Обратное превращение — сборка межмономерных связей — представляет собой обыч- [c.295]

Огромное значение для молекулярной биологии последнего десятилетия имеет развитие генетической инженерии (возникшей в 1972—1973 гг. П. Берг, П. Лобан, С. Коэн и Г. Бойер) и методов работы с рекомбинантными ДНК в сочетании с методами химического синтеза крупных фрагментов ДНК. В результате сделались доступными для исследования индивидуальные гены и регуляторные генетические элементы, было стимулировано изучение ферментов биосинтеза и обмена нуклеиновых кислот. Благодаря этому после 1977 г. были обнаружены мозаичное (экзон-интронное) строение генов, явление сплайсинга и ферментативной активности у РНК, усилители ( энхансеры ) экспрессии генов, многие регуляторные белки, онкогены и онкобелки, мобильные генетические элементы. Возникла белковая инженерия, которая позволяет получать новые, не существующие в природе белки. Молекулярная биология начала оказывать существенное влияние на развитие биотехнологии, медицины и сельского хозяйства. [c.9]

Н.-мономерные звенья и промежут. продукты биосинтеза нуклеиновых кислот и нуклеотидкоферментов (см. Коферменты), участники мн. др. процессов в обмене в-в (см., напр., Аденозинфосфорные кислоты), исходные в-ва для хим. и хим.-ферментативного синтеза олиго- и полинуклеотидов. Они широко применяются в биол. исследованиях. Так, мн. нуклеозид-5 -трифосфаты, модифицированные по моносаха-ридному остатку (с заменой гидроксила в положении 3 на атом Н, др. атом или группу), включаются с помощью полимераз в цепь нуклеиновой к-ты, обрывая ее рост (терми-нация цепи). Благодаря этому такие Н. широко используют при выяснении первичной структуры нуклеиновых к-т (метод Сенгера). [c.305]

Очевидно, что многие нуклеозиды являются интермедиатами в биосинтезе н расщеплении нуклеотидов и полинуклеотидов. В дополнение к так называемым спонгонуклеозидам (термин, применяемый к модифицированным пуриновым нуклеозидам, полученным из карибской губки ryptotethya rypta), которые являются производными арабинозы, многие антибиотики являются производными нуклеозидов, часто имеющих модифицированные углеводные остатки они будут детально обсуждаться позднее. Нуклеозиды сравнительно легко выделить из химических или ферментативных гидролизатов природных полинуклеотидов условия и практические детали этого процесса можно найти в общих учебниках по нуклеиновым кислотам [2, 7, 24]. Все коммерчески доступные образцы основных нуклеозидов получены этим путем. Для выделения больщих количеств таких нуклеозидов наиболее целесообразно применение относительно грубого фракционирования, основанного на различной растворимости, и методов ионного обмена. Для выделения малых количеств модифицированных нуклеозидов либо из природного источника, либо полученных в результате химического синтеза, пригодны многочисленные более эффективные методы, и они будут обсуждаться отдельно. Наконец, следует помнить, что выделение нуклеозидов часто осуществляют дефосфорилированием нуклеотидов [25], выделение и разделение которых не будет рассматриваться в настоящей главе. [c.72]

Молекулярная биология исследует молекулярную природу основных явлений жизни, прежде всего наследственности и изменчивости. Эти явления определяются строением и свойствами нуклеиновых кислот — информационных макромолекул. Становление молекулярной биологии связано с открытием генетической роли нуклеиновых кислот и с ее расшифровкой. Гены, т. е. фрагменты молекул ДНК и РНК, программируют синтез белков. Эти молекулы являются законодательными , а белки — исполнительными . Молекулярная биология началась с открытия трансформации бактерий посредством ДНК (Эвери, Мак-Леод, Мак-Карти, 1944). Молекулярная биология ищет объяснение биологических явлений в химии и молекулярной физике. Она изучает широкую совокупность жизненных процессов, в том числе ферментативный катализ, мембранный транспорт, механохимические явления и т. д. В отличие от классической биохимии, молекулярная биология объединяется с физикой и ее специфика состоит именно в физических аспектах исследований и задач. [c.220]

Из мононуклеотидов построены нуклеиновые кислоты (РНК, ДНК) клеток. Кроме того, мононуклеотиды входят в состав многих коферментов и участвуют, таким образом, в осуществлении различных каталитических функций. Центральное место в биосинтезе мононуклеотидов занимает синтез пуриновых и пиримидиновых азотистых оснований. Больщинство прокариот способно к синтезу этих соединений de novo из низкомолекулярных пред-щественников. Синтез пуриновых и пиримидиновых мононуклеотидов осуществляется независимыми путями. В результате последовательных ферментативных реакций при синтезе пуриновых нуклеотидов образуется инозиновая кислота, из которой путем химических модификаций пуринового кольца синтезируются аде-ниловая (АМФ) и гуаниловая (ГМФ) кислоты. [c.90]

Само название нуклеиновые кислоты (от лат. nu leus — ядро) показывает, что открыты они были как составная часть клеточного ядра, в котором действительно присутствуют оба класса нуклеиновых кислот — ДНК и РНК. Основным местом локализации ДНК являются структуры клеточного ядра — хромосомы, в которых ДНК находится в виде комплексов с белками — дезоксирибонуклеотидов. ДНК ( 1% от общего количества) также обнаружена в митохондриях всех типов эукариотических клеток и в хлоропластах растительных клеток. В структуре ядерной ДНК заложена информация о видовых специфических признаках, которые определяют характер данной клетки и всего организма и передаются по наследству. В цитоплазме клеток имеются значительные количества РНК, участвующие в реализации генетической информации. Важными открытиями в изучении нуклеиновых кислот, удостоенными Нобелевской премии, явились установление пространственной структуры ДНК Дж. Уотсоном, Ф. Криком и М. Уилкинсом, ферментативный синтез в бесклеточной системе биологически активной ДНК, осуществленный А. Корн-бергом и С. Очоа, блестящие исследования М. Ниренберга, Р. Холи и X. Корана, послужившие предпосылкой для расшифровки генетического кода. [c.171]

В настоящее время методы синтеза олиго-. и полинуклеотидов разработаны в такой степени, что в короткие сроки могут быть получены искусственные фрагменты ДНК большой длины и практически любого состава. Достигнут существенный прогресс и в синтезе полирнбонуклеотидов. Общая стратегия синтеза полинуклеотидов и нуклеиновых кислот заключается в комбинированном использовании химических и ферментативных методов. Относительно небольшие олигонуклеотиды синтезируют химически, а затем соединяют в длинные цепн с помощью соответствующих ферментов. [c.348]

Т4-полинуклеотидкиназа широко используется для фосфори-лирования олиго- и полинуклеотидов при работе с рекомбинантными ДНК, при химико-ферментативном синтезе нуклеиновых кислот и определении их последовательности. [c.353]

Как уже было сказано, нельзя считать, что само название ферментативный процесс объясняет его механизм. В некоторых современных теориях автосинтеза принимают, что аминокислоты доставляются к фактическому месту белкового синтеза в комбинации с так называемыми нуклеиновыми кислотами — переносчиками. Там их выстраивают и заставляют соединяться друг с другом. Последнюю стадию этого процесса сравнивают с действием застежки молнии , но такое сравнение в действительности мало о чем говорит. Участие в этом процессе свободных валентностей определенно могло бы наполнить смыслом эту метафору. [c.524]

Замечательны недавно осуществленные одновременно двумя коллективами ферментативные синтезы нуклеиновых кислот in vitro. Синтез [c.778]

Аденозин-5 -моно- аденозин-5 -ди- и аденозин-5 -трифосфорные кислоты. Из мышечного экстракта была выделена (Г. Эмбден, 1927 г.) аденозинфосфорная кислота, изомерная и отличаюш,аяся от так называемой дрожжевой адениловой кислоты (аденозин-З -фосфорной кислоты), полученной гидролизом нуклеиновых кислот. Эта мышечная адениловая кислота (выделенная впоследствии из многих других животных и растительных материалов и универсально распространенная) может быть превращена ферментативным дефосфорилированием в аденозин. Кроме того, мышечная адениловая кислота превращается в результате дезаминирования азотистой кислотой или ферментом адениловой дезаминазой) в инозиновую кислоту (изомер приведенной выше инозин-З -фосфорной кислоты). Инозиновая кислота известна уже давно она была выделена из мясного экстракта Либихом. Инозиновая кислота дает нри кислотном гидролизе гипоксантин и В-рибозо-5 -фосфорную кислоту, строение которой было установлено синтезом (Левен, 1911, 1929 гг.). Тем самым место остатка фосфорной кислоты в положении 5 рибозного остатка оказывается точно установленным, и, таким образом, мышечная адениловая кислота представляет собой аденозин-Ъ -фосфорную кислоту со следующим строением [c.780]

Первые работы в СССР в области химии РНК и ДНК выполнены в Московском университете А. П. Белозерским, определившим нуклеотидный состав ДПК различных организмов. В лаборатории А. А. Баева в Институте молекулярной биологии АН СССР разработаны методы выделения индивидуальных т-РНК, расщепления их молекул и разделения полученных олигонуклеотидов установлено их строение. Дальнейшие ра боты но химии РНК, главным образом по онределеиию структуры РНК, модификации нуклеиновых кислот и выяснению зависимости функций РНК от структуры, проводились наряду с этим институтом также в Институте органической химии АН СССР в Новосибирске (Д. Г. Кнорре). В Институте биоорганических соединений АН СССР М. Н. Колосов с сотр. ведет исследования но изучению структуры и функций ДНК, синтезу функционально активных участков ДНК и химико-ферментативному синтезу нуклеотидов [90, с. 43]. [c.107]

Для непрерывного окисления ацетил-КоА в цикле лимонной кислоты (ЦЛК) необходимо постоянное присутствие оксалоащ тата. Это обычно обеспечивается циклической природой самого процесса однако из сказанного следует также, что если компоненты цикла — все или только некоторые из них — расходуются на синтетические процессы (биосинтез аминокислот, пуринов, пиримидинов, пентозных предшественников нуклеиновых кислот и коферментов, порфиринов и т. д.), то должны существовать какие-то способы для возмещения расхода. У животных эти анаплеротические цепи реакций обеспечиваются реакциями карбоксилирования, посредством которых происходят взаимопревращения пирувата и дикарбоновых кислот цикла. Еще один процесс, в котором используется предварительное карбоксилиро-вапие,— это превращение пировиноградной кислоты в пропионовую кислоту при брожении у пропионовокислых бактерий. Этот процесс служит как бы обходным путем для того, чтобы преодолеть препятствие в виде пируватки-пазной реакции на пути синтеза углеводов. В конечном итоге оксалоацетат легко декарбоксилируется ферментативным и неферментативным путем. В превращении Сд С1 = С4 участвуют главным образом следующие реакции [c.298]

Л— катализируемый полимеразой синтез ДНК из 5 -дезоксинуклеотидов 5 —ферментативное расщепление той же цепочки нуклеиновой кислоты (с помощью ДНК-азы микрококка и диэстеразы из селезенки), дающее З -дезоксинуклеотиды. [c.333]

Можно ожидать, что механизмы действия аналогов пуринов и пиримидинов (таких, как 8-азагуанин и 5-фторурацил), являющихся канцеростатическими агентами или ингибиторами клеточного метаболизма, различны. Некоторые из них, например свободные основания, ингибируют использование пуринов и пиримидинов, в то время как другие, функционирующие в виде нуклеотидов, тормозят специфическую реакцию синтеза нуклеотидов de novo. Еще один путь действия таких соединений состоит в ингибировании процессов полимеризации, ведущих к синтезу нуклеиновых кислот, или процесс включения этих соединений в нуклеиновые кислоты (РНК или ДНК) с последующим нарущением нормальных химических реакций в клетке. Поэтому эффективность действия in vivo данного аналога зависит от формы, в которой он находится (свободное основание, нуклеозид или нуклеотид), ферментативных реакций, к которым он чувствителен, и реакций, в которых он выступает как ингибитор. [c.309]

Трифосфаты дезоксинуклеозидов синтезируются из простых предшественников при участии разнообразных ферментных систем. Фонд свободных нуклеотидов играет важную роль в общем метаболизме клетки. Известно, например, что, помимо участия в биосинтезе нуклеиновых кислот, они могут вовлекаться в синтез белков, коферментов, углеводов I, 4, 5]. Эти пути их метаболизма уже способны в какой-то мере регулировать биосинтез нуклеиновых кислот и, в частности, ДНК. Однако наиболее эффективная регуляция осуществляется при протекании ферментативных процессов, в ходе которых образуются специфические для ДНК предшественники. К числу таких процессов, в первую очередь, относится образование дезоксинуклеотидов и тиминнуклеотидов. Эти процессы резко активируются в быстрорастущих тканях и служат прямыми показателями интенсивности синтеза самой ДНК. [c.120]

Настоящий справочник отличается от имеющихся тем, что в нем не только описана химическая структура и биологическая роль основных биохимических компонентов живой клетки, но и охарактеризованы пути метаболизма данных компонентов в живом организме. Он состоит из семи разделов, в каждом из которых в алфавитном порядке дана соответствующая тepминoлorиЯi В разделах Белки , Нуклеиновые кислоты , Углеводы , Липиды приведены структурные формулы и показана биологическая роль биохимических компонентов клетки, описаны и проиллюстрированы схемами основные пути распада и синтеза важнейших биологически активных молекул. В разделе Ферменты содержатся сведения о типах ферментативного катализа, скорости ферментативных реакций, единицах измерения ферментативных реакций, о принципах классификации ферментов, регуляции биосинтеза и активности ферментов. Раздел Витамины включает характеристику отдельных представителей водо- и жирорастворимых витаминов. Особое внимание уделено ферментным реакциям, в которых участвуют витамины, приведены данные о содержании витаминов в продуктах питания, о суточной потребности человека в витаминах, о применении витаминов и витаминных препаратов в медицинской практике, сельском хозяйстве и т. д. В разделе Гормоны -освещены достижения по биохимии пептидных, белковых и стероидных гормонов. Рассмотрены вопросы биосинтеза, механизм действия гормонов на молекулярном уровне, взаимодействие гормонов с [c.3]