ДНК гиперхромный эффект денатурации

Физико-химические свойства ДНК. Различные факторы, нарушающие водородные связи (повышение температуры выше 80 °С, изменение pH и ионной силы, действие мочевины и др.), вызывают денатурацию ДНК, т. е. изменение пространственного расположения цепей ДНК без разрыва ковалентных связей. Двойная спираль ДНК при денатурации полностью или частично разделяется на составляющие-ее цепи. Денатурация ДНК сопровождается усилением оптического поглощения в УФ-области пуриновых и пиримидиновых оснований. Это явление называют гиперхромным эффектом. При денатурации [c.183]

Различия в высшей структуре нуклеиновых кислот легко обнаруживаются по гиперхромному эффекту после тепловой или химической денатурации или после химического или ферментативного гидролиза. Важную информацию можно также получить при помощи других аналитических методов о гетерогенности по мол. массам, химическом составе и размерах молекул — методами ультрацентрифугирования [19, 35], о соответствии (комплементарности) первичной последовательности в двух полинуклеотидах— методами гибридизации [36, 37], о размерах и [c.68]

Особенно хорошо состояние вторичной структуры отражает прирост молярной экстинкции при тепловой денатурации НК (гиперхромный эффект). Величина гиперхромного эффекта характеризует степень сохранности структуры в молекуле ДНК, соотношение спирализованных и неспирализованных участков в молекуле РНК. Причем температура денатурации ДНК, характеризующая прочность вторичной структуры, хорошо коррелирует с содержанием в молекуле ГЦ-пар. [c.116]

По результатам измерений строят кривую гиперхромного эффекта или кривую плавления спирали. Для этого по оси ординат откладывают отношения оптической плотности раствора при измеряемой температуре (t°) к оптической плотности при 25°, а по оси абсцисс — температуру. Точку плавления (Т или температуру денатурации ДНК, находят по кривой плав- [c.116]

НОЙ ДНК. Наличие гиперхромного эффекта (35—40%) при денатурации полимера (см. стр. 422) и ряд других свойств позволили заключить, что ДНК, синтезированная ДНК-полимеразой, является типичной двухспиральной макромолекулой. [c.447]

Денатурация данного образца ДНК происходит в довольно узком интервале температур, поэтому ее часто называют плавлением. Денатурация сопровождается увеличением поглощения при 260 нм (т. н. гиперхромный эффект). Поглощение может увеличиться примерно в 1,5 раза. Это дает удобный метод наблюдения за ходом денатурации (см. рис. 3.14). Денатурацию можно обнаружить также по уменьшению вязкости раствора. [c.112]

Двухспиральную структуру ДНК можно расплавить в растворе, повышая температуру или понижая концентрацию соли. При плавлении происходит не только расхождение цепей ДНК, но и нарушается система стэкинг-взаимодействий нуклеиновых оснований внутри данной цепи. Фосфодиэфирные связи при этом не разрываются. Денатурация ДНК сопровождается усилением оптического поглощения пуриновых и пиримидиновых оснований. Это явление называют гиперхромным эффектом денатурации ДНК. При денатурации исчезает также высокая вязкость, присущая растворам нативной ДНК, волоконноподобная структура которой обусловлена как стэкинг-взаимодействиями нуклеиновых оснований в каждой цепи, так и комплементарными взаимодействиями между двумя цепями. [c.56]

Ранее мы уже рассматривали изменение ультрафиолетового поглощения олигонуклеотидов но сравнению с изменением ультрафиолетового поглощения их мононуклеотидных компонентов (т. е. явление гипохромизма) при ионизации оснований. В случае же нативных ДНК при предельных значениях pH происходят еще большие изменения и становится ясным, что гиперхромный эффект связан главным образом с разрушением двухспиральной структуры, происходящим вследствие разрыва водородных связей. Кривые прямого и обратного спектрофотометрического титрования ДНК (рис. 8-25) не совпадают, причем гистерезисный эффект обусловлен ее денатурацией в щелочном или кислотном растворе. И в этом случае ионная сила среды сильно смещает значения pH, при которых происходит резкое возрастание оптического поглоще- [c.592]

Полное разрущение нативной ДНК до нуклеозидов или мононуклеотидов может приводить к увеличению оптического поглощения при 260 м 1 на 60—70%. В меньщей степени уменьшение оптического поглощения по сравнению с мономерными компонентами характерно для всех полинуклеотидов (включая апуриновые и апиримидиновые кислоты [369]) и олигонуклеотидов. В различные периоды гиперхромный эффект, проявляющийся при разрушении полинуклеотидов, приписывали главным образом остаткам гуаниловой кислоты [370], гуаниновым и цитидиновым остаткам [371[ и полипуриновым фрагментам [372[. Разрушение упорядоченной образованной водородными связями структуры сопровождается большим гиперхромным эффектом, но даже после полной денатурации остаточный гиперхромизм составляет 10—20%. Этот эффект соответствует гипохромизму олигонуклеотидов, на который мало влияют ионная сила или температура и для которого не характерны необратимые изменения при обычных условиях денатурации. Как было показано при изучении синтетических олигонуклеотидов, этот остаточный гипохромизм не связан с образованием водородных связей (см. стр. 496). [c.631]

В настоящее время метод измерения оптического вращения широко используется при изучении переходов спираль — клубок в полинуклеотидах и нуклеиновых кислотах, вызванных изменением температуры [107, ПО] или состава смешанного растворителя [112—114]. Рис. 62а и 626 иллюстрируют изменения удельного оптического вращения [и1в ДНК тимуса теленка и сополимера адениловой и уридиловой кислот [поли-(А + У) 1 при изменении температуры. На этих рисунках для сравнения приведены гиперхромные эффекты при денатурации измерение этих эффектов является одним из наиболее чувствительных методов обнаружения конформационного перехода. Характер кривой зависимости а]ц от температуры для ДНК имеет две особенности, отличающие эту кривую от кривой, полученной для синтетических полинуклеотидов. Наличие на кривой впадины (соответствующей увеличению декстровращения) в области температур 30—80° свидетельствует о тонких изменениях конформации молекулы ДНК- Другой вопрос заключается в величине декстровращения ДНК, которая намного меньше, чем соответствующая величина для двутяжной спирали поли-(А Ь У). Причина этого до сих пор не выяснена. [c.119]

Авторы хотели бы подчеркнуть один момент, который вызывает недоумение у многих исследователей речь идет о величине гиперхромного эффекта нри денатурации ДНК. В присутствии денатурирующего агента (например, щелочи или нагревания) оптическое поглощепие при 260 ммк повышается па 40%. После снятия денатурирующего воздействия различие между поглощением нативной и денатурированной ДНК снижается до 12%, что является результатом образования внутри- и межмолекуляр-ных коротких спиральных структур. Следует подчеркнуть также, что 1Юобратимая денатурация происходрт лишь после разрыва последней водородной связи в участке ДНК с высоким содержанием ГЦ-нар. Пока это го не произойдет, плавление спиральной молекулы нолностью обратимо, даже если охлаждение раствора после нагревания провести достаточно быстро. [c.191]

Денатурация и ренативация ДНК. Гибридизация ДНК — ДНК и ДНК — РНК. Двухцепочечные структуры ДНК при нагревании, экстремальных значениях pH, обработке мочевиной могут переходить в форму неупорядоченных клубков — денатурироваться. Молекулы нуклеиновых кислот максимально поглощают ультрафиолет при 260 нм за счет поглощения азотистых оснований. Раствор нативной ДНК имеет при 260 нм оптическую плотность на 40% ниже оптической плотности смеси нуклеотидов —. гиперхромный эффект. Поэтому о денатурации ДНК судят по увеличению Е250- При нагревании поглощение при 260 нм возрастает в узком диапазоне температур (точка плавления 80—85 °С). Денатурация обратима, если остались спирализованные участки ДНК. Восстановление структуры ДНК после удаления денатурирующего фактора (за счет комплементарного спаривания оснований нуклеотидов) называется ренативацией ДНК. На явлении денатурации ренативации основан метод гибридизации. [c.295]