Полинуклеотиды межнуклеотидная связь

Наличие 2 -гидроксильной группы делает формально допустимым наличие разветвлений в структуре РНК. Однако не было представлено ни единого доказательства в поддержку этой возможности. РНК, подобно ДНК, является линейным полинуклеотидом с инвариантной 5 ->3 -межнуклеотидной связью. [c.59]

Несмотря на применение защищенных производных нуклеотидов и нуклеозидов, некоторые побочные реакции (например, образование пирофосфатов при синтезе исходя из моноэфиров фосфорной кислоты) все же имеют место вследствие этого требуется тщательная хроматографическая очистка продуктов реакции. Одним из приемов, позволяющих существенно упростить очистку продуктов реакции, является фиксация одного из компонентов реакционной смеси на полимерном носителе Такой полимер может быть легко отделен от других компонентов реакционной смеси. Продукт реакции, фиксированный на полимере, можно подвергать дальнейшим превращениям, что значительно упрощает многостадийные синтезы. Наконец, после выполнения всех стадий продукт может быть отщеплен от полимера и выделен в чистом состоянии. Такой подход к синтезу олигонуклеотидов привлекает сейчас большое внимание . Неспецифичность химических методов создания межнуклеотидной связи, являющаяся недостатком химического подхода к синтезу олигонуклеотидов (получение защищенных производных нуклеозидов и нуклеотидов требует многостадийных синтезов), в данном случае дает ряд преимуществ, поскольку в синтез олигонуклеотидов могут быть введены самые разнообразные производные нуклеозидов, в том числе и синтетические аналоги компонентов нуклеиновых кислот. Это открывает широкие возможности исследования связи структуры и функции природных полинуклеотидов. [c.86]

С признанием по крайней мере некоторых биологических функций рибонуклеиновых кислот возникло представление о том, что порядок расположения различных нуклеотидных звеньев имеет особое значение, как и в случае белков и полипептидов. Экспериментальное определение этой последовательности представляет собой главную проблему сегодняшнего дня пока же наибольший фрагмент из природной рибонуклеиновой кислоты, структура которого установлена с определенностью, имеет длину меньше десяти нуклеотидов . Вследствие относительно небольшого числа разновидностей мономеров, участвующих в образовании молекулы нуклеиновой кислоты, методы, включающие частичную деградацию рибонуклеиновых кислот до малых полинуклеотидов с последующим разделением, анализом последовательности и реконструкцией исходной цепи посредством специфического наложения, подвержены довольно строгим ограничениям. Присутствие в нуклеиновой кислоте небольших количеств минорных нуклеотидов и щелочеустойчивых межнуклеотидных связей должно до некоторой степени содействовать этому при таком подходе. Ступенчатая деградация самой рибонуклеиновой кислоты, может быть, и осуществима, если говорить о нуклеиновой кислоте, содержащей 50—100 нуклеотидов но анализ последовательности немногих известных гомогенных препаратов [c.386]

Тип межнуклеотидной связи. Согласно данным электрометрического титрования, основным типом межнуклеотидных связей в полинуклеотидах являются фосфодиэфирные. Полифосфатные и пирофосфатные связи обнаружены не были. В связи с этим основная первичная структура природных нуклеиновых кислот схематически может быть выражена следующим образом [c.385]

Дополнительным доказательством 3 —5 -межнуклеотидной связи в полинуклеотидах является идентификация 3 —5 -динуклеотида, полученного при ферментативном расщеплении ДНК панкреатической ДНК-азой [c.385]

Б. Мы все время делали особое ударение на фактах, свидетельствующих о том, что на процесс образования пептидных связей между аминокислотами налагаются определенные ограничения. Не исключено, что такого рода ограничения действуют и нри образовании межнуклеотидных связей. Эта возможность пока еще не исследована экспериментально, поскольку определение последовательности в полинуклеотидах все еще остается сложной экспериментальной задачей. Несомненно, эта область исследований в будущем привлечет к себе большое внимание. Л ы изучали относительную вероятность образования различных дипептидов в плане химической эволюции пептидов. Естественно было бы продолжить такого рода исследования, предприняв изучение относительной частоты образования специфических динуклеотидов. Такие исследования вполне осуществимы в настоящее время, поскольку в модельных экспериментах, воспроизводящих прими- [c.320]

В нуклеиновых кислотах мономерные остатки связаны между собой фосфодиэфирными связями,. Как в ДНК, так и в РНК эта связь осуществляется только за счет З -ОН одного нуклеозндного сстат-ка и 5 -0Н другого (рис. 3). Поэтому межнуклеотидную связь называют 3 —5 -фосфодиэфирной. Отсюда следует, что лолинуклеотидные цепи ДНК л РНК полярны и их концевые остатки неравноценны если рассматривать нефосфорилированный по концам полинуклеотид, то на одном конце он будет содержать 5 -, а на другом конце — З -ОН. Эти концы называют 5 - и З -концами цепи, соответственно. [c.11]

Химический синтез полимеров с заданной последовательностью мономерных звеньев может быть очень сильно облегчен присоединением одного конца растущей полимерной цепи к нерастворимой подложке. При этом очистка полимера после каждой стадии химической реакции может легко достигаться фильтрованием. Этот метод был очень популярен в области пептидов, при этом повторяющиеся стадии могут быть автоматизированы [88]. Твердофазный синтез полинуклеотидов не был столь успещен, как твердофазный синтез полипептидов, в основном из-за трудностей в достижении количественных выходов на последовательных стадиях синтеза. Наиболее полезными реагентами для создания межнуклеотидной связи являются аренсульфонилхлориды, хотя для достижения максимальных выходов необходимо обеспечение безводных условий. Полистирол и сщитые стирол-дивинилбензольные сополимеры, содержащие остатки 4-метокситритилхлорида, были использованы для присоединения первого нуклеозида, через его 5 -гидроксильную группу к твердой подложке схема (55) . [c.170]

С помощью химического и ферментативного гидролиза было показано, что синтетические полинуклеотиды, как и РНК, состоят из нуклеозид-5 -монофосфатных единиц, связанных между собой 3, 5 -фосфодиэфирными связями (стр. 46). Анализ концевых групп показал, что на конце полипептидной цепи находится фосфатная группа, этерифицированная по С-5 концевого нуклеозида. При гидролизе щелочью, фосфодиэстеразой змеиного яда, фосфодиэстеразой из селезенки или панкреатической рибонуклеазой эти полимеры дают точно такие же продукты, как и РНК. Очоа и его сотрудники воспользовались перечисленными свойствами, чтобы выяснить природу межнуклеотидных связей, образуемых с помощью фермента. Они синтезировали (А, Г, У, Ц)-полимер из смеси нуклеотидов, содержавшей АДФ, меченный по фосфору, и затем гидролизовали его фосфодиэстеразой змеиного яда (фиг. 87). Из полученных после гидролиза четырех нуклеозид-5 -фосфатов меченым оказался только АМФ, и его удельная радиоактивность соответствовала удельной радиоактивности первоначально включенного АМФ. Следовательно, во время синтеза фосфоэфирпая связь АМФ не затрагивалась. Если же синтезированный полимер гидролизовали щелочью или фосфодиэстеразой селезенки, то метку включал каждый из четырех пуклеозид-З -монофосфатов. Значит, в ходе синтеза полинуклеотидфосфорилаза формирует связи А—ф—А, Ц—ф—А, У—ф—А и Г—ф—А. Аналогичные результаты были получены с Р -УДФ. [c.253]

Фермент рибонуклеаза из поджелудочной н<елезы быка — хорошо охарактеризованный белок, полная структура которого теперь уже известна (см. стр. 94)— расщепляет нолинуклеотидную цепь аналогичным способом. Этот фермент представляет собой эндонуклеазу, т. е. он атакует внутри-нуклеотидные связи. При этом для действия его необходимо, чтобы фосфатная группа, участвующая в образовании чувствительной к расщеплению Р — 0-связи, была присоединена в положении 3 пиримидинового нуклеозида. Первая стадия расщепления, т. е. образование циклических фосфатов из полинуклеотидов, по-видимому, обратима. Того же типа расщепление (по положению Ь) вызывают фосфодиэстеразы, выделенные из различных источников растительного происхождения (например, из растений гороха, табака или райграса). Все эти фосфодиэстеразы относительно неспецифичны в том смысле, что для их действия безразлична природа оснований, входящих в состав чувствительных нуклеотидов. Известен, однако, фермент, выделенный из Ba illus subtilis, который, по-видимому, обладает специфичностью, дополняющей специфичность панкреатического фермента (т. е. рибонуклеазы, выделенной из поджелудочной железы). Он катализирует по преимуществу гидролитическое отщепление остатков, соседних с З -пурино-выми остатками. Еще более высокой специфичностью обладают ферменты, выделенные из неочищенных препаратов такадиастазы. Один из них — рибонуклеаза Т1 — катализирует расщепление только тех межнуклеотидных связей, в образовании которых участвуют З -гуаниловые нуклеотиды, а второй — рибонуклеаза Т2 — расщепляет только связи, образованные с участием З -адениловых нуклеотидов. [c.129]

Из цитидин-2 (З )-фосфата также было получено соединение, представляющее собой полимер, однако пи химическими, ни ферментативными, ни спектроскопическими методами не удалось установить наличия межнуклеотидных связей, аналогичных связям в природных нуклеиновых кислотах (т. е. фосфодиэфирных групп, связывающих вторичный гидроксил сахара одного нуклеозида с первичной гидроксильной группой другого). Этот полимер вполне устойчив к действию щелочи и к ферментативному гидролизу обычными диэстеразами и, скорее всего, содержит фосфоамидные межнуклеотидные связи между 2 (или 3 )-фосфатными группами и 6-амино-группой соседнего цитозина. Избирательное ацетилирование аминогруппы в цитидин-2, 3 -циклофосфате с последующей обработкой дифенилхлорфосфатом приводит к образованию полинуклеотидов (с обычным типом связи), из которых ацетильные группы удаляются щелочным гидролизом в мягких условиях, в результате чего были получены олигоцитидиловые кислоты с различной длиной цепи [32]. Следует отметить, что при ацетилировании сначала образуется промежуточный смешанный ангидрид уксусной кислоты и циклофосфата (в результате взаимодействия цитидин-2, З -циклофосфата с уксусным ангидридом), который и является ацилирующим агентом. В отличие от этого ангидрида в дезоксицитидилил-5 -ацетате происходит замещение более стабильного аниона (ацетата), т. е. в пиридине становится доступным для нуклеофильной атаки атом фосфора. По существу, различие между двумя типами соединений объясняется неравенством значений констант диссоциации (рК) гидроксильных групп фосфатного остатка (около 1 и 6,5 соответственно), принимающих участие в образовании ангидридной связи. Несмотря на это и вопреки вводящим в заблуждение данным [14], избирательное ацетилирование аминогруппы в дезоксицитидин-5 -фосфате все же может быть осуществлено при подходящих условиях (использование пространственно затрудненного третичного основания и диоксана вместо пиридина в качестве растворителя). [c.492]

Такие олигонуклеотиды гидролизуются ядом гремучей змеи намного легче, чем аналогичные соединения, содержащие концевой 2 - или З -моноэтерифицированный фосфат.) Удаление этого концевого фосфата приводит к ряду соединений, члены которого имеют формулу (нуклеозид) (фосфат),,-) и при щелочном гидролизе которых получаются нуклеозид-2 (З )-фосфат и концевой нуклеозид. Свойства высокомолекулярных фракций свидетельствуют о том, что они состоят лишь из линейных полимеров с общей структурой, аналогичной структуре биосинтетических полинуклеотидов и нуклеиновых кислот, за исключением того, что примерно 50% межнуклеотидных связей являются 2 —5 -связями, а остальные — 3 —5 -связями [31]. Дальнейшее разделение высших гомологов может быть осуществлено с использованием целлюлозных анионообменных материалов, однако менее эффективно, чем разделение низших олигонуклеотидов [32]. [c.495]

Недавно было описано [42, 43[ использование этилполифосфата (полученного растворением пятихлористого фосфора в этиловом эфире) для полимеризации мононуклеотидов. Нуклеотиды (2 -, З -или 5 -фосфаты, а также 2, З -циклофосфаты) смешивают непосредственно с вязким эфиром полифосфорной кислоты и оставляют при температуре около 50—60° добавляемый пиридин катализирует полимеризацию. После диализа продуктов реакции были выделены с выходом 10—20% недиализуемые полинуклеотиды. Молекулярные веса, определенные седиментационным и вискозиметрическим методами, колеблются от 2 10 до 5 10 , что указывает на наличие в цепи приблизительно 100 нуклеотидов. Предварительные данные показали, что рибонуклеотиды связаны между собой преимущественно природной 3 —5 -межнуклеотидной связью . Этот же метод применим и для полимеризации дезоксинуклеотидов. [c.516]

Прямой предпосылкой для такой интерпретации rипepxpo шзмa олигонуклеотидов является тот факт, что низкомолекулярные полинуклеотиды обладают определенной конформацией и что даже динуклеотиды и динуклеозидфосфаты характеризуются ограниченным вращение.м вокруг межнуклеотидной связи. Это подтверждается подвижностью изомерных динуклеозидфосфатов при электрофорезе [22]. Во всех изученных случаях производные с 2 —5 -связями обладают более высокой подвижностью, чем 3 — 5 -изоме-ры (что параллельно их гиперхромизму) таким образом, соединения первого типа более компактны, чем соединения второго типа, что приводит к более сильному взаимодействию между основаниями. Это особенно примечательно, так как в других отношениях 3" — 5 -соединения ведут себя как более сильные кислоты. [c.526]

Только что описанный метод — изучение кинетики ферментативного гидролиза полинуклеотидов — применяется в основном для определения числа цепей в структуре [296, 297[. Метод основан на том, что одноцепочечная структура будет расщепляться ири гидролизе хотя бы по одной межнуклеотидной связи, в то время как для расщепления двухцепочечной структуры необходимо, чтобы разрыв произошел, по крайней мере, в двух местах. Если предположить, что существование индукционного периода при понижении молекулярного веса не является результатом первоначального разрыва водородных связей в особых участках молекулы, то с помощью кинетики гидролиза можно различить одно-, двух-, трехцепочечные структуры или структуры с большим числом цепей. Далее, результаты, полученные при действии панкреатической ДНК-азы на ДНК из зобной железы теленка, показали, что минимальное число нуклеотидов между разрывами в двух цепях, при котором сохраняется двухтяжная структура, равно примерно шести. Отсюда ясно, что для того чтобы молекулярный вес ДНК уменьшался, ферментативное расщепление каждой из цепей должно происходить внутри участка из шести нуклеотидных пар (рис. 8-26). [c.600]

Дезоксирибонуклеиновые кислоты являются полинуклеотидами, в которых фосфатные остатки каждого нуклеотида служат мостиками при образовании фосфодиэфирных связей между остатками дезоксирибозы. Доказательство того, что межнуклеотидные связи находятся между атомами С-3 и С-5, получено при изучении ферментативных гидролизатов ДНК. Последовательный гидролиз ДНК панкреатической дезоксирибонуклеазой (ДНазой) и фосфоди-эстеразой змеиного яда дает смесь дезоксирибонуклеозид-5 -фосфа-тов. Комбинированное действие ДНазы и фосфодиэстеразы селезенки приводит к дезоксирибонуклеозид-З -фосфатам. Таким образом, ДНК является длинноцепочечным полимером с диэфирными межнуклеотидными связями между атомами С-3 и С-5, как показано на рис. 7.1 для фрагмента цепи ДНК. [c.214]

Для раскрытия концевых циклофосфатных группировок в олиго-и тем более полинуклеотидах щелочной гидролиз неприменим, поскольку в этих условиях с большей скоростью идет гидролиз межнуклеотидных фосфодиэфирных связей (см. стр. 553). [c.550]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология