Матрицы полинуклеотидные

Другой тип кооперативности в молекуле белка обнаруживается при обратимом конформационном переходе между а-спиралью и беспорядочным клубком. Если создать условия, при которых более устойчивой является спиральная конформация, то все молекулы, которые находятся в состоянии беспорядочного клубка, быстро примут форму спирали. Аналогичным образом в условиях, при которых более устойчивой конформацией является беспорядочный клубок, все спирали расплетутся и произойдет полное их превращение в клубки. Плавление ДНК (гл. 2, разд. 10), как и любого кристалла, происходит кооперативно [21]. Формирование новой полинуклеотидной цепи на комплементарной матрице, приводящее к возникновению стэкинг-взаимодействий, также может быть кооперативным процессом. Так, например, формирование цепи полиадениловой кислоты на двух цепях полиуридиловой кислоты приводит к кооперативному образованию комплекса, представляющего собой тройную спираль (гл. 2, разд. Г.6). Наличие стэкинг-взаимодействия делает рост спирали энергетически более выгодным, чем инициацию новых спиральных участков [22]. Проблеме кооперативности посвящена обширная литература, в частности работы [23—25]. [c.263]

В процессе Р. двойная спираль ДНК, состоящая из двух комплементарных полинуклеотидных цепей, раскручивается на отдельные цепи и одновременно начинается синтез новых полинуклеотидных цепей при этом исходные цепи ДНК играют роль матриц. Новая цепь, синтезирующаяся на каждой из исходных цепей, идентична др. исходной цепи. Когда процесс завершается, образуются две идентичные двойные спирали, каждая из к-рых состоит из одной старой (исходной) и одной новой цепи (рнс. 1). Таким образом от одного поколения к другому передается только одна из двух цепей, составляющих исходную молекулу ДНК,-т. наз. полуконсервативный механизм Р. [c.252]

Наконец, олиго- или полинуклеотид может служить матрицей , которая определяет последовательность нуклеотидов в образующемся полимере и сама не входит в состав продукта реакции. При матричном синтезе продукт реакции является комплементарной копией полинуклеотидной цепи матрицы. Этот случай наблюдается в реакциях, катализируемых ДНК-полимеразой, РНК-поли-меразой и РНК-синтетазой. [c.99]

В области синтеза Н. к. без копирования заданной природной матрицы также имеются значительные успехи. Т. к. методы классич. органич. химии применительно к Н. к. оказываются чрезмерно сложными, то с их помощью удается синтезировать лишь относительно небольшие олигомеры (до 10—12 нуклеотидов). Решение проблемы синтеза полинуклеотидных цепей достигнуто путем комбинирования химических и биохимических методов. Получение ряда ферментов в чистом виде позволило использовать их для синтеза полинуклеотидных цепей заданной структуры. [c.197]

Рис. 2.15. функционирование ДНК-полимераз. Двойная спираль ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей противоположной полярности (они антипа-раллельны ). Если свободная , не связанная с соседним нуклеотидом З -ОН группа находится у одной цепи на левом конце, то в другой цепи такая же группа находится на правом конце. Репликация ДНК катализируется ДНК-полиме-разами. Для функционирования такого рода ферментов необходимы 1) матрица, которая представляет собой одиночную цепь ДНК, 2) праймер-короткий отрезок реплицированной нуклеиновой кислоты и 3) смесь дезоксинуклеозид-5 -трифосфатов. ДНК-полимеразы способны присоединять свободные нуклеотиды только к свободному З -ОН-концу нуклеотидной цепи. Таким образом, синтез протекает только в направлении 5 - 3, но не наоборот. [c.39]

Современная теория образования определенной аминокислотной последовательности при синтезе белка выглядит примерно так. В ядрах клеток синтезируются цепи РНК и их структура определяется информацией, заложенной в соответствующих сегментах ядерной ДНК. Большая часть РНК диффундирует из ядра и становится рибосомальной РНК. Информационная РНК также удаляется из ядра и связывается с рибосомами. Как было сказано выше, информационная РНК определяет, какой белок должен быть синтезирован она делает это вследствие того, что в ее полинуклеотидной цепи основания (А, Ц, У, Г) расположены определенным образом. Следовательно, информационная РНК служит матрицей, определяющей расположение аминокислот в синтезируемом белке. Оказывается, [c.143]

Рассматривая далее роль РНК в синтезе белка, полезно вернуться к описанной выше структуре дрожжевой транспортной РНК. Ее наиболее интересной особенностью является наличие неспаренных оснований в месте перегиба полинуклеотидной цепи. Для того чтобы было возможно образование спиральной структуры, в этом месте должны разместиться минимум три нуклеотида, у которых основания не связаны водородными связями. Эти три (или большее число) нуклеотида могут, весьма вероятно, играть решающую роль при включении той или иной конкретной аминокислоты в аминокислотную последовательность синтезируемого белка. Можно, например, представить себе, что код аминокислотной последовательности передается от информационной РНК к транспортной РНК путем образования водородных связей между указанными неспаренными основаниями и соответствующими основаниями информационной РНК. Если остальная часть молекулы транспортной РНК способна соединиться с определенной аминокислотой, предварительно активированной ферментом, то в результате данная аминокислота будет перенесена к определенному месту РНК-матрицы. [c.144]

Помимо того, что ДНК контролирует процесс образования других молекул, она копирует сама себя. Уотсон и Крик постулировали следующий механизм удвоения числа молекул ДНК в процессе деления клетки двойная спираль комплементарных полинуклеотидов начинает раскручиваться на отдельные цепи новые полинуклеотидные цепи начинают синтезироваться на старых, как на матрицах новая цепь, синтезированная рядом со старой цепью, идентична другой старой цепи, что сохраняет комплементарность. Таким образом, когда процесс завершается, получаются две двойные спирали, каждая из которых состоит из одной старой [c.687]

Заключительный этап синтеза состоит в соединении всех аминокислот на матрице посредством действия специальных ферментов и удалении готовой молекулы белка. Таким образом, три нуклеотида определяют — кодируют — положение одной аминокислоты (точнее аминокислотного остатка) в полипептидной цепи, образующейся на полинуклеотидной матрице. [c.158]

Предположим, что имеется сдвоенная спираль ДНК, на которой в отдельных ее участках могут образовывать-ся молекулы м-РНК, являющиеся, в свою очередь, матрицами для синтеза определенных ферментов. Выделяя на ДНК тот или иной участок, можно получить различные РНК, т. е. заготовить матрицы для синтеза самых разнообразных белков, для конструирования всевозможных ферментов. Весь вопрос в том, как заставить работать именно нужный участок полинуклеотидной цепочки ДНК и подавить деятельность остальных. Если этого не сделать, то неконтролируемый синтез белков неминуемо приведет к химическому хаосу в клетке и ее гибели. [c.189]

Это означает либо, что между активными тройками нуклеотидов, символизирующими аминокислотные звенья, должны быть как бы разделяющие запятые, либо что чтение последовательности нуклеотидов происходит постепенно от начальной точки цепи к ее концу. Как мы увидим дальше, синтезируемая белковая цепь нарастает постепенно от одного конца к другому в течение вполне заметного времени. Поэтому вполне естественно, что набор аминокислот на полинуклеотидной матрице происходит постепенно, начиная с определенной точки цепи нуклеиновой кислоты. [c.412]

Идентификация модифицированных нуклеотидных остатков в полинуклеотидной цепи РНК долгое время была задачей особой трудности. С появлением современных методов секвенирования нуклеиновых кислот она существенно упростилась. Модификацию РНК или ее расщепление ферментами ведут таким образом, чтобы (как и при секвенировании) было затронуто в среднем только одно звено на молекулу (в чем есть дополнительный смысл, так как множественная модификация РНК искажает ее структуру). Далее, если изучается РНК небольшого размера или сегмент РНК, примыкающий к одному из ее концов, то этот конец метят радиоактивной меткой и задача идентификации модифицированного основания (после расщепления соответствующего звена) или атакованной нуклеазой межнуклеотидной связи сводится, как и при секвенировании, к определению длины фрагмента по его подвижности в высокоразрешающем электрофорезе в геле. В том случае, когда анализируемый район удален от концов молекулы на расстояние больше 150—200 н. о., используют реакцию обратной транскрипции (см. гл. 13). Для этого синтезируют олигонуклеотид, комплементарный участку РНК, расположенному вблизи от анализируемого района с З -концевой стороны молекулы, и далее используют его как праймер для обратной траискриптазы. Так как этот фермент останавливается на модифицйрованных остатках матрицы (или в том месте, где расщеплена фосфодиэфирная связь), то вновь по длине образующегося фрагмента можно определить положение модифицированного звена в РНК. [c.40]

Концевые нуклеотиды, присоединенные ферментами — нуклеотидные остатки, присоединяемые к концам полинуклеотидных цепей концевой, или терминальной, трансферазой. Этот фермент наряду с ДНК-полимеразой присутствует в экстрактах клеток. Он не требует участия матрицы и катализирует присоединение нуклеотидных звеньев одного из трифосфатов в концевые положения молекулы затравочной ДНК. [c.57]

После того как синтез аминоацил-тРНК завершен, аминокислота больше не участвует в узнавании. Специфичность определяется полинуклеотидной частью молекулы тРНК путем взаимодействия с генетической матрицей (мРНК), а также с другой поверхностью, на которой происходит белковый синтез,— клеточной органеллой, называемой рибосомой. [c.57]

Группа Летсингера и Клотца разработала недавно метод синтеза иеитидов с использованием матриц этот метод напоминает природный механизм синтеза на рибосомах (рис. 2.1). В методе используются полимерный носитель и полинуклеотидная матрица, но отсутствует необходимость, как и в природных системах, временно защищать аминокислоты для образования правильных связей. Такой подход назван методом комплементарного носителя (рис. 2.5). Растущая полипептидная цепь связана концевой карбоксильной группой с 5 -ОН-группой олигонуклеотида эфирной связью. Новая поступающая аминокислота также присоединена эфирной связью, но с З -ОН-групной второго олигонуклеотида. [c.65]

В 1953 г. Дж, Уотсон и Ф. Крик сумели правильно интерпретировать данные рентгеноструктурного анализа ДНК, накопленные в лабораториях Р. Франклин и 14. Уилкинса, и на их основе построить модель пространственной структуры ДНК- Они показали, что макромолекула ДНК — это регулярная двойная спираль, в которой две полинуклеотидные цепи строго комплементарны друг другу. Из анализа модели следовало, что после расплетания двойной спирали на каждой из полинуклеотидных цепей может быть построена комплементарная ей новая, в результате чего образуются две дочерние. молекулы, не отличимые от материнской ДНК. Через пять лет М. Мезельсон и Ф. Сталь экспериментально подтвердили этот механизм, а несколько раньше (1956) А. Корнберг открыл фермент ДНК-полимеразу, кщ-орый на расплетенных цепях, как на матрицах, синтезирует новые, комплементарные им цепи ДНК. [c.6]

В процессе деления клетки двойная спираль, состоящая из двух комплементарных полинуклеотидных цепей, раскручивается на отдельные цепи и одновременно начинается синтез новых полинуклеотидных цепей с участием ферментов в качестве катализаторов и исходных цепей ДНК в качестве матриц. Новая цепь, синтезирующаяся на одной из исходных цепей, идентична другой исходной цепи, в результате чего сохраняется комплементарность. Таким образом, когда процесс завер- [c.457]

Как уже упоминалось, ПК в качестве лигандов могут обладать как групповой специфичностью (для белков хроматина, факторов управления трансляцией, нуклеаз и др.), так и индивидуальной (для индивидуальных мРНК, белков-регуляторов транскрипции и др.). Во втором случае на аффинном сорбенте должны быть закреплены вполне определенные участки генома. Это стало возмолшым после создания способов отбора и наработки в достаточных количествах строго идентичных фрагментов ДНК методами генной инженерии. В последнее время возникла еще одна область использования иммобилизованных НК — в качестве праймеров матричного синтеза. Эти приложения предъявляют разные требования к характеру фиксации НК на матрице. В первом случае расположение точек закрепления на молекуле НК может быть произвольным, во втором определенные и достаточно протяженные участки полинуклеотидной цепи должны быть свободны для комплементарного взаимодействия, а в третьем закрепление НК на матрице желательно осуществить лишь по одному определенному концу молекулы. Что же касается возможности реакций с активированными матрицами, то вдоль всей молекулы НК во множестве располагаются химически эквивалентные группы аминогруппы нуклеиновых оснований, гидроксилы сахаров и др. В особом положении находится только концевой остаток фосфорной кислоты или сахара. [c.387]

Как уже упоминалось, ковалентная посадка НК на матрицу может оказаться непригодной для создания аффинного сорбента с индивидуальной специфичностью, поскольку многие основания полинуклеотидной цепи будут заблокированы химической связью с носителем. По этой причине широкой популярностью пользуются различные методы нековалентной фиксации НК на матрицах. Исторически они были разработаны значительно раньше, но до сих пор не утратили своего значения. Простейший из этих методов использовал протяженность и гибкость нитей высокомолекулярных денатурированных ДНК, которые просто заплавляли в 4%-ный агар при температуре выше 90° [Bendi h, Bolton, 1968]. Около половины внесенных в расплавленный агар молекул ДНК после его затвердевания оказываются столь надежно запутанными в сеть геля, что не выходят цз него да ке после длительной промывки. Агар затем нарезали ку- [c.391]

В ходе Р. рост цеш1 осуществляется благодаря взаимод. дезоксирибонуклеозидтрифосфата с З -ОН концевым нуклеотидом уже построенной части ДНК при этом отщепляется ш1рофосфат и образуется фосфодиэфирная связь. Рост полинуклеотидной цепи (рис. 2) идет только с ее З -конца, т. е. в направлении 5 3 (см. Нуклеиновые кислоты). Фермент, катализирующий эту р-цшо,-ДНК-полиме-раза (см. Полидезоксирибонуклеотид-синтетазы)-пе способен начать матричный синтез на одноцепочечной ДНК, если нет хотя бы олигонуклеотидного биспирального участка (т. наз, затравочного ол ггонуклеотида) комплементарного матрице затравочным олигонуклеотидом во мн. случаях является не ДНК, а РНК. [c.252]

Альтернативный вариант Р. кольцевого репликона предполагает разрыв в одной из цепей двухспиральной молекулы ДНК. Образовавшийся при этом свободный З -конец ковалентно наращивается, оставаясь связанным с матрицей Свторой, неразорванной цепью), а 5 -конец постепенно вытесняется новой полинуклеотидной цепью (рис. 5). Таким образом одна цепь разматьгаается и непрерывно удлиняется, а репликац. вилка скользит вокруг кольцевой матричной цепи (механизм катящегося кольца ). По мере роста новой цепи вытесненная цепь с освободившимся 5 -концом стано- [c.253]

Перемещение матричного полинуклеотида как тест транслокации наиболее сложен в техническом отношении. Он может быть или непрямым, когда основан на появлении компетентности к связыванию аминоацил-тРНК, специфической к кодону, следующему за ранее фиксированным в рибосоме, или прямым, если анализируется непосредственно изменение закрытого (защищаемого) рибосомой отрезка матрицы. В прямом тесте было показано, что сдвиг полинуклеотидной матрицы относительно рибосомы на один триплет нуклеотидов сопровождает появление компетентности к пуромицину и к связыванию аминоацил-тРНК. [c.198]

Молекула ДНК состоит из двух антипараллель-ных полинуклеотидных цепей, образующих двойную спираль. Их мономерной единицей является нуклеотид, который состоит из азотистого основания, дезоксирибозы и фосфатной группы. Соседние нуклеотиды в цепи связаны фосфодиэфирными связями, а цепи удерживаются вместе с помощью водородных связей, образующихся между комплементарными основаниями. При этом аденин образует водородные связи только с ТИМИНОМ, гуанин - только с цитозином. Процесс удвоения ДНК называется репликацией. В нем участвует множество различных белков, прежде всего ДНК-полимеразы. Каждая из цепей ДНК служит матрицей для синтеза комплементарной цепи. Комплемен-тарность оснований противоположных цепей гарантирует идентичность новосинтезирован-ной и исходной ДНК. [c.47]

ДНК-полимераза (DNA polymerase) Фермент, катализирующий синтез полинуклеотидной цепи из отдельных нуклеотидов с использованием другой цепи в качестве матрицы и ДНК-затравки со свободной З -ОН-группой. [c.548]

Хотя оба метода позволяют получать полинуклеотиды длиной до 100 нуклеотидов и более, с их помощью нельзя получить функциональные гены. Поэтому синтетические олиго- и полинуклеотиды, используемые для сборки гена, и в настоящее время сшивают способом, который на заре развития полинуклеотидно-го синтеза был предложен Г.Корана для соединения 20-мерных олигонуклеотидов, полученных фосфодиэфирным методом (рис. 83). Для соединения олигонуклеотидов I и II используется третий, вспомогательный, нуклеотид III, которых комплементарен 5 -концу одного и 3 -концу другого олигонуклеотида, образуя дуплекс с ником. Этот вспомогательный нуклеотид III играет роль матрицы для олигонуклеотидов I и II, причем его 3 -конец комплементарен 3 -концу олигонуклеотида II, а 5 -конец — 5 -концу олигонуклеотида I, несущего фосфомоноэфирную группу. Размер матрицы должен обеспечивать достаточную устойчивость дуплекса с ником, для чего каждый из сшиваемых олигонуклеотидов должен перекрывать матрицу III длиной по 8—10 пар нуклеотидов. Обработка комплекса олигонуклеотидов I, II и III ДНК-лигазой в присутствии доноров остатков АМР (АТР или NAD ) приводит к сшиванию олигонуклеотидов I и II. Как видно из рис. 83, двуцепочечный фрагмент образуется с выступающими одноцепочечными концами. Эти концы могут быть использованы для дальнейшего наращивания цепи. Для этого необходимо синтезировать олигонуклеотиды IV и V, частично перекрывающие выступающие 3 - и 5 -концевые фрагменты I — II нуклеотида. Обработка комплекса, содержащего олигонуклеотиды I — II, III, IV [c.298]

Рис. 28-7. Удлинение цепи ДНК с помощью ДНК-полимеразы. Новая межнуклеотидная связь образуется в результате нуклеофильной атаки свободной З -гидроксильной группой атома фосфора, находящегося в а-положении присоединяющегося дезоксирибонуклеозидтрифос-фата. В ходе реакции высвобождается пирофосфат. Полинуклеотидная цепь ДНК-матрицы на рисунке не показана.

Насколько близка структура продукта, образующегося в ДНК-полимеразной реакции, к структуре ДНК-затравки Ответ на этот вопрос служит одновременно и ответом на вопрос о роли ДНК-затравки. Затравка может просто инициировать удлинение предсуществующих полинуклеотидных цепей или она может использоваться в качестве матрицы для фермента, катализирующего удвоение матрицы. Физические свойства синтезированного продукта явно противоречат нервому из этих двух предположений. Исследование в ультрацентрифуге показало, что синтезированный продукт поли-дисперсен и что среднее значение его константы седиментации приблизительно равно константе седиментации ДНК-затравки. Молекулярные веса и характеристические вязкости синтетической и затравочной ДНК приблизительно одинаковы. Наконец, присутствие 3, 5 -фосфодиэфирных связей в динуклеотидах, полученных при неполном ДНК-азном гидролизе синтезированного полимера, а такн е тот факт, что синтезированный полимер гидролизуется ДНК-азой, в свою очередь указывают на близость структур синтетической и затравочной ДНК. Таким образом, синтезированный поли- [c.509]

Если в реакцию, катализируемую РНК-полимеразой, вводится только один нуклеозид-5 -трифосфат (из четырех), происходит синтез гомополимера, структура которого не является комплементарной копией добавленного полинуклеотида. При таком синтезе — синтезе повторением (reiteration)—полимеризация начинается на участке полинуклеотидной матрицы, содержащем последовательность по крайней мере трех остатков нуклеотидов, комплементарных добавленному единственному нуклеозидтрифосфату. Продукт, образовавшийся в результате такого частичного копирования последовательности матрицы, служит затравкой для дальнейшей ферментативной полимеризации, приводящей к гомополинуклеотиду. [c.99]

Известные сейчас факты о генетическом коде позволяют обсудить принципиальный вопрос является ли код универсальным для всей живой природы Некоторые сведения, доказывающие правомерность утвердительного ответа, вьппе уже приводились. Самым разумным методом анализа здесь является сопоставление изменений в составе мутантных белков с вызвавшими их заменами оснований в нуклеиновой кислоте. Так, например, действие азотистой кислоты на нуклеотиды известно аденин дезаминируется в гипоксантин, который ведет себя сходно с гуанином цитозин дезаминируется в урацил гуанин дезаминируется в ксантин, сохраняюпщй те же свойства в отношении образования водородных связей, как и гуанин. Следуя этому правилу, а также основной аксиоме, гласящей, что точечная мутация есть результат замены одного основания, нетрудно предвидеть все возможные изменения кодовых триплетов при действии HNOj на полинуклеотидную цепь. Очоа проверил этот принцип прямьш опытом на синтетических матрицах последние изменялись под действием азотистой кислоты в точном соответствии с теоретическими предсказаниями. [c.426]

Наконец, в последнее время поставлены прямые опыты по введению синтетпческпх полинуклеотидных матриц в рибосомы из клеток высшего организма — печени крысы. При этом были найдены кодовые триплеты точно того же состава, как на рибосомах Е. соИ. [c.427]

Асимметричная транскрипция — механизм биологического синтеза РНК, доказывающий, что in vivo транскрибируется только одна полинуклеоТидная цепь ДНК-матрицы. [c.38]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология