Двойной спирали структура

Двойная спираль структуры ДНК. Каждый полный виток спирали содержит приблизительно 10 нуклеотидных фрагментов [c.320]

Рис. 15.1. Двойная спираль— структура ДНК по Уотсону и Крику [16].

Нуклеиновые кислоты. Основным типом организации вторичной структуры нуклеиновых кислот является двойная спираль, состоящая из двух полинуклеотидных цепей. Существует ли со стороны регулярной структуры спирали дополнительное-воздействие на воду по сравнению с воздействием отдельных нуклеотидов Этот вопрос исследовался акустическим методом для различных типов спиральных структур полинуклеотидов [149], В качестве гидратационной характеристики использовали концентрационный инкремент скорости ультразвука А, который связан с парциальными объемами и сжимаемостью соотношением [c.61]

Двойная спираль. Воспоминания об открытии структуры ДНК. — Ижевск НИЦ Регулярная и хаотическая динамика , 2001, 144 стр. [c.4]

Я понимаю, что отдельные эпизоды другие их участники изложили бы иначе — и потому, что иначе их запомнили, и главное потому, что два человека всегда видят одно и то же событие по-разному. В этом смысле никто никогда не сможет написать окончательную историю открытия структуры ДНК. Тем не менее я чувствую, что должен об этом рассказать хотя бы потому, что многие интересовались, как именно была открыта двойная спираль, и для них неполный рассказ об этом все же лучше, чем ничего. Но самое важное, на мой взгляд, то, что широкая публика по-прежнему не представляет себе, как делается наука. Я вовсе не утверждаю, будто вся наука делается именно так, как описано здесь. Отнюдь нет пути научных исследований почти столь же разнообразны, как и человеческие характеры. С другой стороны, я не думаю, [c.10]

Морису понадобилось не больше минуты, чтобы оценить модель. Он уже слышал от Джона, что модель двухцепочечная и скрепляется парами оснований А-Т и Г-Ц поэтому он сразу же углубился в подробности. То, что цепей две, а не три, его не смутило, так как данные, как будто говорившие в пользу последнего предположения, никогда не были очень четкими. Пока Морис молча созерцал наше металлическое сооружение, Фрэнсис, стоя рядом, то принимался очень быстро рассказывать, какую рентгенограмму должна дать такая структура, то вдруг умолкал, соображая, что Морис хочет рассматривать двойную спираль, а не выслушивать лекцию по кристаллографии, которую он может прочесть и сам. Наше решение взять гуанин и тимин в кето-форме сомнению не подвергалось иначе пары оснований не получились бы. Устные доводы Джерри Донохью Морис выслушал так, словно это были азбучные истины. [c.118]

Известно также, что две полимерные цепочки дезоксирибонуклеиновой кислоты могут образовать двойную спираль, если входящие в структуру каждого звена полимерной цепи гетероциклические основания — аденин, гуанин, цитозин и тимин — чередуются таким образом, что тимину в одной цепи соответствует аденин в другой, и цитозину в одной цепи соответствует гуанин в другой. Важную роль при этом играют водородные связи, которые образуются между этими парами оснований. Образование водородных связей между тимином и аденином, гуанином и цитозином можно представить следующим образом [c.120]

Что касается вторичной структуры, то наш И сведения относятся в большей степени к ДНК. Две макромолекулы этой кислоты образуют двойную спираль с правым направлением вращения, причем азотистые основания каждой макромолекулы направлены внутрь двойной спирали и связаны друг с другом водородными связями. Такая структура называется по имени первооткрывателей моделью Уотсона — Крика. Оба ученых совместно с Уилкинсом были удостоены за это открытие Нобелевской премии 1963 г. [c.218]

Водородная связь характерна для многих органических соединений (фенолов, альдегидов, карбоновых кислот и др.). За счет водородной связи образуется вторичная структура белков, двойная спираль ДНК. [c.75]

Таким образом, вторичная структура ДНК — это двойная спираль, образующаяся за счет водородных связей между комплементарными парами гетероциклических оснований. [c.663]

Двойная спираль. Водородные связи важны и в известной всем двойной спирали ДНК. Хромосомы — это такие структуры в ядрах [c.100]

Филаменты актина могут диссоциировать йа глобулярные молекулы с молекулярной массой примерно 58 000. В самом филаменте эти молекулы агрегированы в две цепи, которые скручены в двойную спираль (рис. 15.10). Филаменты миозина также могут диссоциировать на отдельные молекулы миозина с молекулярной массой около 525 000. При помощи электронного микроскопа установлено, что они имеют форму стержней длиной 200 нм и диаметром 2,0 нм на одном конце такого стержня расположена головка длиной 20 нм и диаметром 4 нм. Рентгенограммы показывают, что вторичная структура таких стержней представляет собой а-спираль, причем стержень, вероятно, состоит из двух скрученных цепей, имеющих конформацию -спирали. Каждый филамент миозина состоит примерно из 600 молекул. Электронные мик- [c.436]

В виде право- и левовинтовых лестниц соответственно. Эти две структуры могут выполнять полезные функции. Однако двойная спираль ДНК, содержащая как 0-, так и Ь-нуклеотиды, не могла бы вообще иметь истинно спиральную форму, так как при зтом менялось бы направление закручивания. Это явление Оргел поясняет на примере аналогичной винтовой лестницы, показанной на рис. 2-65. [c.77]

ЭТОМ образуются специфич. пары комплементарных оснований, имеющие почти одинаковые размеры. Поэтому двойная спираль имеет очень однородную регулярную структуру, мало зависящую от конкретной последовательности оснований-св-во очень важное для обеспечения универсальности механизмов репликации (самовоспроизведение ДНК или РНК), транскрипции (синтез РНК на ДНК-матрице) и трансляции (синтез белков на РНК-матрице). В каждом из этих т. н. матричных процессов К. играет определяющую роль. Напр., при трансляции важное значение имеет К. между тройкой оснований матричной РНК (т. и. кодоном, см. Генетический код] и тройкой оснований транспортной РНК (поставляют во время трансляции аминокислоты). К. определяет также вторичную структуру нуклеиновых к-т. Одноцепочечные РНК благодаря К. оснований, навиваясь Сами на себя, образуют относительно короткие двухспиральные области ( шпильки и петли ), соединенные одноцепочечными участками, К. в отдельных парах оснований ДНК может нарушаться из-за появления отклонений в их строении, к-рые могут возникать спонтанно или в результате действия разл. факторов (химических и физических). Следствием этих изменений м. б. мутации. [c.443]

Для амилозы была предложена еще одна структура — более сильно закрученная двойная спираль [55]. Предполагается, что в такой спирали каждая цепь содержит 6 остатков на виток и обе цепи идут либо в том же, либо в противоположных направлениях. Молекула амилозы содержит в среднем 1000 остатков глюкозы и может быть вытянута в тонкую цепь 500 нм длиной, что превышает размеры кристаллических областей в гранулах крахмала. Следовательно, цепи в гранулах должны как-то складываться (например, в виде шпилек) [c.119]

Случай Дж. Уотсона как будто опровергает эти слова. Те, кто прочли его нашумевшую книжку Двойная спираль об истории открытия структуры ДНК, нигде не заметят, что автор с утра до ночи корпит над трудными экспериментами или же изнурительными расчетами. Напротив, он увиливает от скрупулезной микробиологической работы в Европе, для которой ему выхлопотали стипендию руководители отправляется на конференцию в Италию, где откровенно отлынивает от заседаний и лишь выносит из доклада Мориса Уилкинса сведения о том, что ДНК — очень однообразная структура. А потом почему-то едет в Англию, и здесь, вместо того, чтобы погрузиться в детальные биохимические исследования, тратит время, прогуливаясь по аллеям Кембриджа с неудачником Френсисом Криком. Кстати, это в адрес Крика заметил тогда известный физик Ф. Дайсон, что ему жаль способного ученого, который упустил время, занимаясь военной наукой. А разница между военной наукой и наукой вообще такая же, как между военной музыкой и музыкой, и что вряд ли выйдет что-либо путное из нового увлечения Крика биологией. [c.131]

В число примеров препаратов ненуклеозидной природы, ингибирующих синтез ДНК путем связывания с двойной спиралью, входят акридины (например, профлавин) и различные антибиотики (например, митоцнн С, адриамицин, дау-номицин). Способность акридинов связываться с ДНК и РНК вызвало их использование в биологии в качестве биологических красителей этих молекул. Связывание осуществляется путем интеркаляции плоская кольцевая система про-флавина, например, интеркалирует (протискивается) между парами оснований двойной спирали, образующих стопочную структуру. Можно ожидать, что такой бутерброд из ДНК и связанных с ней молекул красителя изменит свою геометрическую структуру (удлинит двойную спираль), что и наблюдается в действительности. [c.152]

Стереорегулярные полимеры возникают благодаря наличию асимметрического атома углерода в макромолекуле полимера. Это — стереоизомеры. Их строение схематически показано на рис. 3, где зигзагообразная основная цепь для наглядности помещена в одной плоскости. Легко убедиться, что вращение вокруг простых связей в основной цепи с учетом валентного угла между связями —С—С— не приводит к разупорядочиванию относительного расположения заместителей. Специальные методы синтеза приводят к получению изотактических макромолекул, когда заместители расположены по одну сторону плоскости, синдиотактических, когда заместители находятся по разные стороны плоскости, и атактических, когда заместители ориентированы нерегулярно. Взаимное отталкивание заместителей, изображенных на рис. 3, приводит к тому, что они смещаются относительно друг друга в пространстве н поэтому плоскость симметрии оказывается на самом деле изогнутой в виде спирали. Структура спиралей характерна не только для макромолекул с углерод-углеродными связями в основной цепи, но и для других видов макромолекул, в том числе и для биологически активных (например, двойная спираль ДНК). Различные стереоизомеры имеют и разные механические свойства, особенно сильно отличающиеся от свойств атактических полимеров того же химического состава. [c.12]

Вторичная структура ДНК представляет собой двойную спираль, состоящую из двух переплетенных по-линуклеотидных цепей. Одна цепь изогнута в виде спирали и удерживает около себя вторую полинуклеотид-ную цепь. Образовавшаяся двойная спираль закручена вокруг общей оси, и основания обеих цепей обращены внутрь спирали. Здесь адениновые остатки одной цепи за счет водородных связей связаны с тиминовы.ми остатками второй цепи, а гуаниновые — с цитозиновыми. Благодаря такому взаимодействию оснований [c.431]

Каждое основание связагю с углеводной частью М-гликозидной связью и данный структурный фрагмент называется нуклеозидом. Этерификация нуклеозида фосфорной кислотой по пятому положению углеводного остатка приводит к мононуклеотиду. Мононуклеотиды соединяются между-собой фосфорной кислотой, т. е. между ними формируется фосфорнодиэфирная связь. Вторичная структура ДНК представляет собой двойную спираль, состоящую из двух переплетенных цепей ДНК. Основания обеих цепей обращены внутрь спирали и благодаря этому происходит спаривание оснований. Такое взаимодействие оснований одной цепи с основаниями другой цепи обеспечивает прочность двой-1ЮЙ спирали ДНК. Пары оснований, между которыми формируются водородные связи, называются комплементарными. [c.433]

На основании рентгеноструктурного анализа и ранее полученных данных о строении нуклеотидов и нуклеиновых кислот Уотсон и Крик предложили для ДНК структурную модель, согласно которой макромолекула ДНК имеет форму спирали, причем в спираль закручены одновременно две молекулы ДНК (двухцепочечная спиральная структура). Эта двойная спираль имеет одну общую ось и построена так, что основания обеих цепей расположены внутри спирали, а углеводные остатки с фосфатными группами — снаружи спирали (рис. 51, 52). При этом основания одной молекулярной цепи с основаниями другой цепи образуют строго фиксированные пары, соединенные друг с другом водородными связями. Симметричное построение спирали требует постоянства межспиральных расстояний, а это возможно лишь в том случае, если размеры пар оснований, расположенных друг против друга, будут одинаковыми. Такому условию отвечают пары, построенные из одного пуринового и одного пиримидинового основания аденин — тимин и цитозин — гуанин, что обеспечивает и максимальное число водородных связей в спирали [c.362]

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]

Уже на раннем этапе изучения пространственной структуры ДНК выяснилось, что при изменении внешних условий двойная спираль может принимать формы, отличные от уотсон-криковской (В-фор-мы). Так, при понижении влажности (в препарате образца для рентгеноструктурного анализа) или активности воды в растворе (при добавлении спирта, например) ДНК переходит в так называемую А-форму (рис. 14). Этот переход связан в первую очередь с изменением конформации углеводного остатка. Если в В-форме ДНК остаток дезоксирибозы находится в С2 -дайо-конформации, то при переходе в А-форму он принимает СЗ -зк<Зо-конформацию. Как было показано на рис. И, это приводит к уменьшению расстояния между фосфатными группами и, следовательно, к уменьшению расстояний между нуклеотидными парами вдоль оси спирали (до примерно 0,25 нм при И нуклеотидных остатках на виток спирали).. Диаметр спирали увеличивается, изменяется ширина и глубина бороздок, пары оснований образуют с осью спирали угол около 20 и, главное, смещены к пери(]жрии спирали. Вследствие этого спи- [c.26]

В последние годы параметры В-, А- и Z-форм двойных спиралей ДНК удалось уточнить высокоразрешающим рентгеноструктурным анализом монокристаллов самокомплементарных синтетических олигонуклеотидов, образующих короткие двойные спирали (дуплексы). При этом можно оценить конформацию каждой нуклеотидной пары в дуплексе. Оказалось, что внутри двойной спирали сушествует конформационная микрогетерогенность в зависимости от последовательности нуклеотидных пар конформации сахаров в нуклеотидных остатках несколько отличаются. 2 го приводит к отличиям в межнуклеотидных расстояниях вдоль оси спирали и к различному наклону пар оснований к этой оси. Такие зависящие от первичной структуры различия во вторичной структуре ДНК, по-видимо.му, чрезвычайно важны для ее функционирования. [c.29]

Макромолекулы большинства природных РНК построены из одной полирибонуклеотидной цепи. Основной элемент их вторичной структуры — сравнительно короткие двойные спирали, образованные комплементарными участками одной и той же цепи и перемежающиеся ее однотяжевыми сегментами. Полирибонуклеотидные цепи в таких двуспиральных структурах антипараллельны, а сами двойные спирали, находящиеся в А-форме, не идеальны в них имеются дефекты в виде неспаренных нуклеотидных остатков или не вписывающихся в двойную спираль однотяжевых петель (рис. 21 и 22). Наряду с классическими уотсон-криковскими парами (А-и и О-С) в двутяжевых участках РНК часто встречается пара О-и. Таким образом, стабильность двутяжевых районов поддерживается комплементарными и межплоскостными взаимодействиями оснований. В однотяжевых участках наблюдаются сильные стэкинг-взаимодействия оснований, вследствие чего они стремятся принять конформацию однотяжевой спирали. [c.37]

Регуляторные ДНК-связывающие белки прокариот вызывают заметные изменения конформации ДНК. При рентгеноструктурном исследовании комплекса регуляторного белка TFIHA со своим участком ДНК оказалось, что двойная спираль находится в А-форме. Другие изменения (изгибы и изломы двойной спирали) можно обнаружить с помощью электронной микроскопии, электрофореза ДНК-белковых комплексов, а также при действии нуклеаз. Связанный белок защищает от расщепления 15—30 п. о. в месте связывания и порождает два участка повышенной чувствительности к нуклеазам с обеих сторон от места связывания. Тонкий анализ мест гиперчувствительности в хроматине эукариот показал, что они имеют точно такую же структуру — две гипер-чувствительные точки, разделенные защищенны.м участком. [c.257]

При обработке нуклеазами хроматин быстро расщепляется на фрагменты, состоящие из 205 15 пар оснований, и более медленно — на фрагменты, состоящие из 170 пар оснований. Этот результат в сочетании с приведенными выше данными позволил предположить существование структуры, в которой фрагмент ДНК, состоящий из 200 пар оснований, обмотан вокруг гистонового октамера таким образом, что двухцепочечная нить ДНК длиной 68 нм упаковывается в одной "у-ча-стице размером порядка 10 нм. Соседние у-частицы связаны друг с другом очень короткими участками ДНК. Было высказано предположение, что обычная двойная спираль ДНК, поворачиваясь вокруг гистонов в у-частице, может претерпевать резкие изломы через каждые 20 пар-оснований [297], причем при каждом таком изломе спираль будет раскручиваться на 15—20°. Гистон Н1, присутствующий в меньшем количестве, чем другие гистоны, может играть роль агента, способствующего образованию поперечных связей в хроматине (рис. 15-35). Согласно другим данным [296а], на каждую у-частицу приходится один отрицательный виток суперс пирали. Если это так, то число у-частиц на рис [c.302]

Другое важное свойство антрахинонов определяется энергетикой их граничных молекулярных орбиталей это эффективные электроноакцепторы, что позволяет им образовывать комплексы переноса заряда, а в сочетании с планарностью трициклического фрагмента — образовывать такие комплексы с парами Уотсона-Крика в структурах ДНК. Другими словами, антрациклиновые антибиотики могут интерка-лировать двойную спираль ДНК и тем самым ингибировать их биосинтез — на этом основано противоопухолевое действие данного класса препаратов. [c.306]

В эти годы созданы новые физ.-хим. методы аиализа. Были заложены основы хроматографич. методов (М. С. Цвет, 1906). В 20-х гг. Т. Сведберг предложил использовать для седиментации белков ультрацентрифугу, вскоре этим методом был выделен ряд вирусов. В 30-х гг. А. Тизе-лиусом заложены основы электрофореза, в 1944 А. Мартином и др. создана распределит, хроматография, для определения структуры прир. соед. впервые стал использоваться рентгеноструктурный анализ (Д. Кроуфут-Ходжкин, 40-е гг.). Благодаря использованию физ.-хим. методов в 50-х гг. достигнуты крупные успехи в изучении двух важнейших классов биополимеров-белков и нуклеиновых к-т Э. Чар-гафф провел детальный хим. анализ нуклеиновых к-т, открыта двойная спираль ДНК (Дж. Уотсон и Ф. Крик, 1953), определена структура инсулина (Ф. Сенгер, 1953), одновременно осуществлен синтез пептидных гормонов -окситоцина и вазопрессина (Дю Виньо, 1953), открыт один из элементов пространственной структуры белков- спираль (Л. Полинг, 1951). В эти годы Р. Замечником открыты рибосомы, что послужило стимулом для изучения механизма синтеза белка. [c.292]

В механизме мышечного сокращения важное значение имеют еще два белка-тропомиозин и тропонин. Молекула первого (мол. м. 67 тыс.) полностью построена из а-спиралей и состоит из идентичных по первичной структуре фрагментов, содержащих по 42 аминокислотных остатка. В бессолевой среде тропомиозин полимеризуется, образуя вязкую структуру, обладающую двойным лучепреломлением. При взаимод. с F-актином молек) ла тропомиозина укладывается в бороздки, образованные двойной спиралью актина. Молекула тропонина представляет собой комплекс, состоящий из трех белков,-тропонина Т (мол. м. 37 тыс.), тропонина I (мол. м. 25 тыс.) и тропонина С (мол. м. 20 тыс.). Тропонин I-ингибитор актомиозиновой Mg-АТФазы, тропонин С способен к связыванию ионов Са , тропонин I связывается с актином, тропонин Т с тропо-миозином. [c.93]

Пространств, структура ДНК описывается как комплекс двух полинуклеотидных антииараллельных цепей (рис. 1), закрученных относительно общей оси, так что углевод-фосфатные цепи составляют периферию молекулы, а азотсодержащие гетероциклы направлены внутрь (двойная спираль Уотсона-Крика). Антипараллельность полинуклеотидных цепей выражается в том, что на одном и том же конце спирали одна полинуклеотидная цепь содержит (незамещенную или замещенную) группу 5 -ОН, а другая З -ОН. Фундам. св-во двойной спирали ДНК состоит в том, что ее цепи комплементарны друг другу (см. Комплементарность) вследствие того, что напротив А одной цепи всегда находится Т другой цепи, а напротив О всегда находится С. Комплементарное спаривание А с Т и О с С осуществляется посредством водородных связей. Классич. двойная спираль Уотсона-Крика получила назв. В-фор- [c.297]

Как и подобает матрице, с которой снимаются копии, двойная спираль ДНК исключительно стабильна. Несмотря на большую длину, в природных условиях она расщепляется крайне редко. Такая стабильность структуры обусловлена несколькими факторами 1) наличием водородных связей между основаниями 2) вандерваальсовым притяжением плоских оснований, уложенных параллельно одно над другим 3) присутствием на поверхности молекулы многих атомов кислорода, отрицательно заряженных и нейтральных, способных к образованию водородных связей с водой или со специфическими белками, окружающими молекулу 4) способностью к образованию различного рода суперспиралей (см. ниже). [c.134]

Как мы отмечали выше, ДНК может переходить в паракристалличе-скую А-форму (с наклонным расположением оснований и И парами оснований на виток). Напрашивается вывод, что и в природных условиях эта конформация не менее важна, чем В-форма. Хотя молекулы РНК обычно одноцепочные, они часто образуют шпильки — двухцепочечные участки, находящиеся в А-форме [71]. В-конформация в этом случае исключается присутствием -гидроксильных групп в рибозе РНК. Считается, что в клетках образуется также и переходная гибридная двойная спираль, составленная из молекул ДНК и РНК, которая, по всей видимости, тоже ограничена рамками А-формы. Следует отметить, что А-форма отличается от В-формы еще и тем, что имеет довольно большую ( — 0,8 нм в диаметре) полость вдоль оси спирали, а большая бороздка у нее более глубокая [71а]. В отличие от структуры, изображенной на рис. 2-23, в А-форме плоскости пар оснований не пересекают оси спирали. [c.134]

Одним из типов двойных спиралей, которые получают искусственным путем, является гибрид ДНК—РНК. Оказалось, что молекулы информационной (матричной) РНК (мРНК) гибридизуются только с одной из двух разделившихся цепей ДНК, несущей участки, комплементарные мРНК. Метод гибридизации используется также для получения гетеродуплексов ДНК, в которых две цепи молекулы происходят от двух разных генетических линий одного и того же вида организмов. Известно, что некоторые мутации состоят в делеции (выпадении) или вставке одного или нескольких оснований в цепь ДНК. Гетеродуплексы, в которых одна из цепей нативная, а другая — со вставкой или делеци-ей, имеют по всей своей длине нормальную структуру по Уотсону—Крику, за исключением тех участков, где делеции или вставки нарушают комплементарность и образуются одноцепочечные петли (рис. 15-24). [c.143]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология