Нуклеиновые кислоты, локализация

Условием осуществления фотосинтеза является локализация необходимых пигментных, окислительно-восстановительных и ферментных систем в специальных органоидах фотосинтезирующих клеток. В случае растений и водорослей — это хлоропласты, в случае бактерий — хроматофоры. В них, наряду с фотосинтезом, происходит также синтез белков, нуклеиновых кислот, липидов, пигментов и других физиологически активных веществ фотосинтезирующие органоиды обладают известной автономностью в клетке. [c.7]

Локализацию нуклеиновых кислот в отдельных клетках или срезах ткани определяют при помощи трех основных методов [c.117]

Нуклеиновые кислоты — высокомолекулярные биополимеры, обнаруженные во всех типах клеток. Структурными единицами нуклеиновых кислот являются мононуклеотиды, состоящие из гетероциклических азотистых оснований (пуриновых и пиримидиновых), пентоз и фосфорной кислоты. Нуклеиновые кислоты делятся на два типа рибонуклеиновые (РНК) и дезоксирибонуклеиновые (ДНК). РНК и ДНК различаются особенностями химического строения входящих в них пиримидиновых оснований и пентоз, локализацией в клетке и функциональным назначением в клеточном метаболизме. [c.161]

Несмотря на то что нуклеиновые кислоты были открыты еще в 1865 г. и долгое время привлекали внимание многих исследователей, их роль в жизни клетки оставалась совершенно неясной. На их фундаментальное значение в процессах жизни указывало, во-первых, их присутствие в составе пе только растительных п животных клеток, но и бактерий и вирусов и, во-вторых, их локализация в клетках, изученная гистохимическими методами. Однако сущность их роли оставалась загадкой до тех пор, пока не обнаружили, что вещество, ответственное за трансформацию пневмококков, является полинуклеотидом [1, 3, 10, 13, 14]. [c.299]

Как указывалось выше, реакционная способность нуклеотидных звеньев существенно зависит от наличия нековалентных взаимодействий с соседними звеньями это позволяет использовать химические методы для изучения вторичной структуры нуклеиновых кислот. В частности, влияние комплементационных взаимодействий оснований на их реакционную способность настолько велико, что возможно избирательно модифицировать звенья полинуклеотидной цепи, находящиеся в односпиральных зонах, и таким образом определить состав и размеры этих зон. Если к тому же известна первичная структура молекулы, то возможно провести и локализацию таких односпиральных участков в цепи. Исследования такого рода широко проводятся во многих лабораториях при помощи реакций с формальдегидом, акрилонитрилом, водорастворимым карбодиимидом, гидроксиламином и другими агентами. [c.18]

Удерживание в неоднородном электрическом поле белков и нуклеиновых кислот с сохранением их биологической активности свидетельствует о возможной роли этого явления в живой клетке. Общеизвестно, что клеточная стенка неоднородна ио своему составу, а следовательно, и по диэлектрической проницаемости и имеет довольно высокий электрический потенциал [ б, 17, 474]. Мембраны клеточных органелл (митохондрий, хлоропластов) и бактерий содержат молекулярные электрические генераторы [87], причем величина генерируемой трансмембранной разности электрических потенциалов достигает существенных значений— 100--300 мВ. Поэтому вполне резонно допустить существование в клеточных структурах неравномерного неоднородного электрического поля, аналогичного создаваемому нами в эксперименте, с высокой напряженностью и градиентом потенциала, и предположить его влияние на процесс удерживания, локализацию и работу биологически активных соединений, особенно высокомолекулярных. [c.228]

В последнее время появились также работы, посвященные действию поверхностно-активных веществ на микроорганизмы, изучению связи между строением и функцией ПАВ [181—190]. Как свидетельствуют эти исследования, поверхностно-активные вещества взаимодействуют с клеточной стенкой, изменяя ее проницаемость и вызывая утечку жизненно важных составных частей протоплазмы (различных аминокислот и производных нуклеиновых кислот) вследствие нарушения осмотического равновесия. Поверхностно-активные вещества влияют также на взаимодействие ферментов и на их локализацию внутри клетки. В зависимости от pH среды в присутствии ПАВ наблюдается либо повышение активности ферментов, либо угнетение их каталитического действия. [c.85]

Поддержание постоянных соотношений между различными компонентами клетки в стационарном состоянии достаточно легко можно осуществить в гомогенной реакционной системе. В клетке, однако, этой тенденции противодействует другой фактор. Клетка имеет определенную геометрию, ибо она окружена стенкой и имеет пространственно разграниченные области ферментативной активности, особую локализацию нуклеиновых кислот и т. д. Когда общее количество вещества растет, поддержание постоянной геометрии становится совершенно несовместимым с сохранением постоянного химического состава, если клетка периодически не делится. Лучше всего это иллюстрирует простой пример. [c.527]

Нам известны два типа нуклеиновых кислот, которые встречаются во всех клетках и у всех живых организмов. Нуклеиновые кислоты первого типа называются дезоксирибонуклеиновыми кислотами (сокращенно ДНК), а нуклеиновые кислоты второго тина — рибонуклеиновыми кислотами (сокращенно РНК). ДНК отличаются от РНК по составу, химической структуре, по местоположению, или локализации, в клетке и, наконец, по своей биологической роли. [c.39]

Уже простой перечень локализации нуклеиновых кислот в клетке свидетельствует о том, что вся клетка насыщена ими. Сам по себе этот факт может быть расценен как указание на исключительную значимость нуклеиновых кислот в процессах жизнедеятельности. [c.40]

Для начала, чтобы легче-было ориентироваться, ознакомимся бегло с природой, функцией и местами локализации основных классов нуклеиновых кислот внутри клеток. ДНК-это чрезвычайно длинные полимерные цепи, состоящие из многих тысяч соединенных друг с другом мономерных единиц - дезоксириб ону-клеотидов четырех разных типов, образующих характерные для каждого организма специфические последовательности. Молекулы ДНК обычно состоят из двух цепей. Хромосома прокариотических клеток представляет собой одну очень длинную двухцепочечную молекулу ДНК, собранную в компактное ядерное образование-нуклеоид. Напомним, что у прокариот генетический материал не окружен мембраной (разд. 2.4). [c.853]

Локализация изотопа в ядре и других субклеточных структурах создает особые условия для повреждения клеток. В клетках печени и костного мозга мы показали связь плутония с нуклеиновыми кислотами и особенно с ДНК и ДНП, что, безусловно, должно иметь большое биологическое значение. [c.116]

Гистохимическими исследованиями, проведенными в нашей лаборатории, установлено [1], что в тканях листьев и корней винограда, пораженных филлоксерой, происходят изменения локализации нуклеиновых кислот, причем в этом отношении найдены большие различия между устойчивыми и неустойчивыми к филлоксере сортами. В связи с этим представляло интерес изучить количественные изменения РПК и ДПК в корнях и листьях винограда, пораженных филлоксерой, в динамике заболевания. [c.138]

Значительные успехи в изучении метаболизма нуклеиновых кислот и нуклеопротеинов были достигнуты с помощью тяжелого азота и радиоактивного фосфора. Оказалось, что в живых организмах их распад и синтез протекают столь же быстро, как обновление аминокислот и белков. После введения меченого неорганического фосфора в тело мыши уже через час с ним обменивается 70% фосфора рибонуклеиновой кислоты печени. Фосфор дезоксирибонуклеиновой кислоты обменивается гораздо медленнее в печени, но быстро в делящихся клетках. Этим, вероятно, объясняется избирательное накопление радиоактивного фосфора в раковых тканях, которое в ряде работ предлагалось использовать для диагноза и локализации рака. [c.322]

Появление более тонких методов исследования субклеточных компонентов в первые десятилетия этого века позволило выяснить локализацию обоих типов нуклеиновой кислоты (ДНК и РНК) в клетке. Было обнаружено, что именно ДНК является тем веществом, которое обусловливает то характерное окрашивание части ядра гистологическим красителем, на основании которого эта часть ядра была первоначально названа хроматином . Дальнейшее исследование показало, что ДНК действительно является главной составной частью хромосом, в которых она связана с белком, масса которого в хромосомах в три-четыре раза превышает массу ДНК. В отличие от ДНК, которая обнаруживается главным образом в ядре, основная масса РНК локализована в цитоплазме. Однако небольшая часть клеточной РНК находится в ядре. Она сосредоточена там в ядрышке, которое характеризуется чрезвычайно высокой концентрацией РНК. [c.44]

Пуклеопротеины состоят из белков и нуклеиновых кислот. Последние рассматриваются как простетические группы. В природе обнаружено 2 типа нуклеопротеинов, отличающихся друг от друга по составу, размерам и физико-химическим свойствам,— дезоксирибонуклеопротеины (ДНП) и рибонуклеопротеины (РНН). Названия нуклеопротеинов отражают только природу углеводного компонента (пентозы), входящего в состав нуклеиновых кислот. У РНП углевод представлен рибозой, у ДНП—дезоксирибозой. Термин пуклеопротеины связан с названием ядра клетки, однако ДНП и РНП содержатся и в других субклеточных структурах. Следовательно, речь идет о химически индивидуальном классе органических веществ, имеющих своеобразные состав, структуру и функции независимо от локализации в клетке. Доказано, что ДНП преимущественно локализованы в ядре, а РНП —в цитоплазме. В то же время ДНП открыты в митохондриях, а в ядрах и ядрышках обнаружены также высокомолекулярные РНП. [c.86]

При изучении субъединичных белков и нуклеопротеидов аффинная модификация дает возможность понять, какие субъединицы участвуют в узнавании специфических лигандов. Эта проблема существенно проще, чем точная локализация точек модификации. Субъединицы как белков, так и нуклеиновых кислот обычно идентифицируются в соответствии с их положе1шем на хроматограмме, электрофореграмме, при изоэлектрическом фокусировании в зависимости от выбранной системы деления. Присоединение метки обычно не изменяет существ венно положение макромолекулы в таких системах. Следовательно, проблема заключается в том, чтобы обнаружить среди разделенных субъединиц ту, которая содержит введенную метку. Трудности возникают в тех случаях, когда в качестве лиганда, несущего реакционноспособную группу, берется полимер. Например, при изучении локализации транспортных РНК на рибосомах или на субъединицах аминоацил-тРНК-синтетаз возможно использование реакционноспособных производных тРНК. Присоединение молекул, несущих большой отрицательный заряд, может привести к сильному изменению положения модифицированного белка в используемой системе разделения. Следовательно, прежде чем проводить разделение, необходимо удалить специфическую макромолекулярную часть из модифицированного материала без разрушения связи метки с соответствующей субъединицей. [c.333]

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]

Метод фотокопий [57] для локализации и регистрации производных нуклеиновых кислот непригоден в случае пластинок с нанесенными на них слоями [72]. Цветные реактивы, употребляемые в хроматографии на бумаге-продуктов гидролиза нуклеиновых кислот, до настоящего времени не применялись для тонкослойных хроматограмм. Все реактивы, служащие для обнаружения пентоз в нуклеозидах и 5-нуклеотидах, а также реактивы, реагирующие с эфирами фосфорной кислоты, являются весьма ценным дополнением к методу обнаружения в УФ-свете. Реактив тетраацетата свинца [9] должен быть пригоден для обнаружения нуклеозидов и нуклеотидов на тонкослойных хроматограммах для обнаружения нуклеотидов должна быть пригодна также реакция Хейнса и Ишервуда [37]. [c.444]

В связи с важностью пуринов в химии нуклеиновых кислот были проведены многочисленные и разнообразные расчеты реакционной способности, таутомерии, спектральных характеристик, энергий ионизации и комплексообразования и т. д. с использованием широкого набора теоретических химических методов. Ранние попытки (с использованием простого метода Хюккеля, теории граничных орбиталей, плотностей заряда и энергий локализации) в значительной степени противоречили друг другу и экспериментальным данным, но в последние годы были проведены более совершенные расчеты с использованием метода МО ССП Пари-зера-Парра-Попла [9], MINDO [10], а такл<е расширенного метода Хюккеля, методов ND0/2, S F/ I и M NDO. [c.592]

В книге проф. Дж. Дэвидсона обширная проблема биохимии нуклеиновых кислот рассматривается вся в целом, почти во всех ее разнообразных аспектах. В пределах сравнительно небольшого объема книги кратко рассмотрены химия нуклеиновых кислот, методы их определения, локализация и роль в клетке, обмен (включая биосинтез), а также их биологическое значение и связь с вирусами. Книга была переведена на русский, французский, польский и японский языки. Ее популярность растет с выходом каждого очередного издания, создаваемого плодовитым пером автора. Эта книга была первой в серии Биохимические монографии , однако ввиду частых публикаций новых ее изданий она никогда не отставала от современного состояния проблемы. Излишне говорить о большом спросе на эту книгу. Достаточно указать, что за 15. лет она выдержала 5 изданий res ipsa loquitur. [c.6]

Двумерный электрофорез в полиакриламидном геле может быть также использован для локализации участков ДНК, отвечающих 5 - и З -концевым последовательностям и точкам внут-)имолекулярного переплетения ядерной или вирусной РНК 116]. С этой целью продукт гибридизации РНК и ДНК обрабатывают эндонуклеазой S1, специфичной по отношению к одноцепочечным нуклеиновым кислотам, и полученные гибриды комплементарных фрагментов ДНК и РНК разделяют в соответствии с их размерами с помощью гель-электрофореза. Затем в денатурирующих условиях проводят электрофорез во втором направлении, с тем чтобы определить размер образующихся одноцепочечных фрагментов ДНК. Специфические последовательности обнаруживают с помощью блоттинга по Саузерну и последующей молекулярной гибридизации [116]. Одноцепочечные фрагменты ДНК можно легко разделить с помощью электрофореза в полиакриламидном геле в щелочной среде. Денатурированные образцы подвергают гель-электрофорезу в буфере, содержащем 30 мМ NaOH и 2 мМ ЭДТА [117]. По своему поведению в этих условиях электрофореза такие фрагменты похожи на одноцепочечные фрагменты РНК (разд. 10.5.2). [c.187]

Окрашивание нуклеиновых кислот — методические приемы, позволяющие изучать локализацию и содержание нуклеиновых кислот в индивидуальных клетках. Поскольку нуклеиновые кислоты обладают сильнокислыми свойствами, то они характеризуются высоким сродством к основным красителям — толуидиновому синему, целестиновому голубому, метиловому зеленому и пироиину. Тканевые срезы, легко окрашиваемые такими красителями, получили название базофильных. [c.64]

Одним из биохимических методов является метод перекрывающихся блоков он заключается в воссоздании последовательности нуклеиновой кислоты из фрагментов, полученных расщеплением ее в специфических точках. Для локализации фрагментов в составе исходной цепи используют перекрывающиеся последовательности оснований. Из всех методов изучения последовательности оснований метод перекрывающихся блоков применяли с наибольшим успехом. Этим методом удалось выяснить последовательность оснований более чем в пятнадцати различных тРНК и некоторых 55 РНК (см. табл. 1.2). Однако его дальнейшее применение для изучения крупных молекул РНК, содержащих более 150 оснований, по-видимому, ограничено возрастающей сложностью фрагментов, образующихся при расщеплении нуклеиновой кислоты, и существующим уровнем аналитических методов (см. гл. 3 и 4). [c.40]

Можно считать, что для определения последовательности при помощи электронной микроскопии имеются все необходимые инструменты и методы. Каковы же перспективы такого исследования Одним из очевидных подходов является приложение этого метода к нуклеиновой кислоте с известной первичной структурой, желательно однонитчатой и лишенной элементов вторичной структуры. Подход5пцими объектами для этой цели могут быть различные тРНК и 5 S РНК. В растворе с низкой ионной силой длина вытянутой цепи тРНК должна быть 500 Я, а длина 5S РНК -800 R. Локализация ряда точек с заведомо известным расположением в пределах этих расстояний должна быть вполне разрешимой задачей. Удобными объектами для электронномикроскопических исследований могут явиться также сегменты РНК известной структуры, реплицированные так, как описано в гл. 8. Эксперименты такого рода не только явятся независимой проверкой других методов по определению структуры, но и источником необходимого опыта и свидетельством надежности результатов, получаемых при помоши электронной микроскопии. [c.206]

Полинуклеотиды. В группе полинуклеотидов, или сложных нуклеиновых кислот, различают нуклеиновую кислоту рибозы и нуклеиновую кислоту дезоксирибозы. Они отличаются друг от друга составом, строением, локализацией в клетке и физиологической ролью. Нуклеиновые кислоты полинуклеинового типа из различных животных и растительных клеток и тканей однотипны по своему составу. [c.333]

Таким путем удается добиться и разделения сахаров. Хроматография на бумаге была применена для качественного анализа редуцирующих сахаров в таких разнообразных материалах,. как яблочный сок, яичный белок и кровь [49, 216]. Для локализации положения отдельных сахаров на бумаге был применен аммиачный раствор окиси серебра, хотя в более поздней работе указывается, что флуоресценция, появляющаяся после конденсации редуцирующего сахара с ж-фенилендиамином, дает более надежные результаты. Как силикагель, так и фильтровальная бумага были применены для хроматографического разделения органических кислот, выделенных из фруктов [99, 139]. На этом же принципе основано определение молочной кислоты в молоке и янтарной — в яичных продуктах [60]. Особый интерес для биохимика представляет применение хроматографии на бумаге для разделения пуринов, пиримидинов и нуклеозидов из гидролизата нуклеиновой кислоты [134]. Удалось улучшить метод определения витамина В в рыбьих жирах и продуктах облучения эргостерина, основанный на измерении характерной абсорбции в ультрафиолетовом свете или интенсивности окраски производных с треххлористой сурьмой точность определения была значительно повышена после хроматографического удаления примесей, мешающих определению [79, 95]. [c.164]

По-видимому, близкое к только что рассмотренному и столь же непонятное явление представляет собой следующее наблюдение. РНК фага QP крайне чувствительна к РНК-азе. В опытах in vitro молекула этой РНК распадается на отдельные фрагменты в результате даже незначительного воздействия РНК-азой (0° С, 30 мин, отношение РНК/фермент = 200 ООО). Разрывы имеют специфическую локализацию. Под действием РНК-азы молекула РНК распадается с образованием прежде всего фрагмента (несущего З -конец), на долю которого приходится 68% всей РНК. Остаток насчитывает 32% [29, 30]. Высказывалось предположение, что столь избирательная чувствительность к ферменту обусловлена некоторыми особенностями конформации вирусной РНК. Довольно высокие константы седиментации фаговых нуклеиновых кислот и РНК вируса мозаики костра безостого по сравнению с РНК ВТМ (около 28 и 30S для молекулярных весов i -10 и 2-10 ) наводят на мысль, что нуклеиновые [c.112]

Сопоставление данных о радиальном раснределении электронной плотности целых частиц ВТМ и капсидов ВТМ, лишенных нуклеиновой кислоты, дало возмо/кность отчетливо представить характер локализации РНК в вр1-рионе (фиг. 33). Частица ВТМ, максимальный и минимальный диаметры которой равны соответственно 18 и 15 нм, представляет собой спираль, состояш,ую из 130 витков (фиг. 34—36). Шаг спирали равен 2,3 нм. Повторяющейся единицей этой структуры служат три витка, на которые приходится 49 субъединиц белка [66, 271]. Белковые субъединицы нанизаны на молекулу нуклеиновой кислоты (представляющую собой спираль с диаметром, равным [c.140]

Для локализации специфических последовательностей нуклеиновых кислот в хромосомах и клетках используют гибридизацию in situ [47] [c.242]