Гуанин экспериментальная РНК

В это время Фрэнсиса все еще грызло подозрение, что истинный путь к решению заключен в правилах Чаргаффа. Пока я был в Альпах, он даже потратил целую неделю, пытаясь экспериментально доказать, что в водных растворах между аденином и тимином, а также между гуанином и цитозином существуют силы притяжения. Но все его усилия ни к чему не привели. К тому же ему всегда было трудно разговаривать с Гриффитом. Их мыслительные процессы как-то не соответствовали после того, как Фрэнсис подробно излагал достоинства какой-нибудь гипотезы, вдруг наступало долгое неловкое молчание. [c.84]

Экспериментальные данные о химическом составе ДНК удалось интерпретировать лишь после того, как была теоретически обоснована ее структура. В 1953 г., воспользовавшись исключительно четкими дифракционными картинами ДНК, полученными М. X. Ф. Уилкинсом, американский биолог Дж. Д. Уотсон и английский биофизик Ф. X. К. Крик предположили, что молекулы ДНК состоят из двух цепей, закрученных относительно друг друга в виде спирали таким образом, что через каждые 330 пм вдоль оси такой двойной спирали расположены остаток аденина или гуанина и остаток тимина или цитозина. При этом такие остатки образуют комплементарные пары аденин-ти-мин и гуанин-цитозин (рис. 15.21). Спаривание оснований по принципу комплементарности пояснено на рис. 15.20, из которого видно, что между аденином и тимином могут образовываться две, а между цитозином и гуанином три водородные связи. [c.456]

По физическим соображениям Крик исключил пары А G и G A, так как такого рода взаимодействие привело бы к дегидратации КНа-группы гуанина, что крайне невыгодно энергетически. Далее, принимая во внимание вышеуказанные черты кодового словаря, он исключил возможность спаривания U U, U С и С U (иначе пиримидиновые и пуриновые нуклеотиды в третьем положении были бы всегда эквивалентны с точки зрения кодовой специфичности, что противоречило экспериментальным данным). В итоге получились сле- [c.156]

Другим ВОЗМОЖНЫМ способом экспериментальной проверки значений энергии высшего занятого и низшего свободного электронного уровней является полярографическое исследование оснований. Б процессе полярографии происходит передача электронов соединения электроду (окисление) или, наоборот, переход электронов от электрода к соединению (восстановление). Легкость процессов может быть непосредственно сопоставлена с высотой соответственно высшего занятого и низшего свободного электронных уровней. При этом оказывается, что полярографическое окисление также дает результаты, в основном согласующиеся с предсказываемыми теоретически. Так, на графитовом электроде все пуриновые основания, за исключением самого пурина, дают окислительную волну, причем гуанин окисляется легче, чем аденин Таким образом, электронодонорные свойства оснований нуклеиновых кислот, по-видимому, достаточно хорошо предсказываются теоретически на основании современных представлений, особенно при использовании усовершенствованных методов расчета. [c.161]

Зависимость от внешних факторов. Температура плавления двухспиральных полинуклеотидных комплексов повышается с увеличением ионной силы раствора, что связано с экранированием зарядов фосфатных групп. Практически линейная зависимость Тщ от логарифма концентрации одновалентных ионов, наблюдаемая экспериментально (вплоть до концентрации 0,3 моль/л) , хорошо предсказывается теоретически на основании рассмотрения разности значений электростатической свободной энергии фосфатных групп спирализованного и денатурированного состояний(см. стр. 279). При более высоких значениях ионной силы Г , двухспиральных полинуклеотидов достигает максимального значения и далее не меняется или падает 5 Предпринимались попытки представить Тщ двухспиральных полинуклеотидов в виде функции от содержания пар гуанин цитозин и от логарифма ионной силы среды В ряде случаев были получены уравнения, довольно хорошо согласующиеся с экспериментальными данными [c.266]

Соединение аденина с тимином, а гуанина с цитозином было подтверждено экспериментально в работах с простыми син- [c.90]

При редупликации клеточных ядер, происходящей при делении клеток, двойная спираль может как бы расплетаться и каждая из исходных цепочек может служить матрицей для синтеза другой цепочки. При изложении вопроса о строении ДНК мы указывали, что аденин может соединяться только с тимином, - а гуанин — только с цитозином. Эту гипотезу, которую можно представить так, как показано ниже, подтверждают экспериментальные данные [c.329]

В первом случае мутационное событие заключается в замене пары аденин — тимин на гуанин — цитозин, а во втором случае — в замене пары гуанин — цитозин на аденин — тимин (фиг. 156). Можно экспериментально доказать, что мутагенное действие 5-бромурацила осуществляется именно этими двумя способами. Данный мутаген вызывает мутации двух совершенно различных типов одни из них (замены на уровне матрицы) происходят при репликации меченной бромурацилом фаговой ДНК в среде, в которой бромурацил отсутствует, тогда как другие (замены на уровне субстрата) могут происходить лишь при наличии бромурацила в среде. [c.319]

Днем к нам впервые заглянул Брэгг. Последние дни он лежал дома с гриппом и, находясь еще в постели, услышал, что мы с Криком придумали остроумную структуру ДНК, которая может оказаться очень важной для биологии. Вернувшись в лабораторию, он в первую же свободную минуту отправился к нам, чтобы убедиться в этом своими глазами. Он сразу же заметил комплементарность обеих цепей и понял, что соответствие числа пар аденина с тимином и гуанина с цитозином логически вытекает из регулярно повторяющейся формы сахаро-фосфатного остова. Так как он ничего не знал о правилах Чаргаффа, я сообщил ему экспериментальные данные, касающиеся соотношения оснований, и заметил, что на него произвела большое впечатление мысль о возможной их роли в репликации генов. Когда дело дошло до рентгеноструктурных результатов, он понял, почему мы еще не уведомили об открытии группу из Кингз-колледжа. Его, однако, встревожило, что мы до сих пор не спросили мнения Тодда. Хотя мы и сказали, что с органической химией у нас все в порядке, это его не успокоило. Бесспорно, перепутать химические формулы мы вряд ли могли, но Фрэнсис говорил так быстро, что Брэгг сомневался, способен ли он вообще остановиться, чтобы можно было усвоить нужные факты. Поэтому мы обещали пригласить Тодда сразу же, как получим координаты атомов. [c.117]

Рис. 3.5. Кривая плавления ДНК. оперативным расплетанием (разрывом водородных связей), которое происходит при нагревании двухцепочечных полинуклеотидов, при помощи кривых плавления (экспериментально наблюдают зависимость поглощения от температуры рис. 3.5). Середина интервала, в котором происходит переход к одноцепочечиым полинуклеотидам, называется температурой плавления (Т л). Т л зависит от соотношения содержания пар гуанин — цитозин к содержанию пар аденин — тимин, поскольку первая пара более устойчива.

Последовательность нуклеотидов неизвестна, и модель представляет собой идеализированное изображение, основанное на данных рент-генострукту р(ного анализа и на лредставлении о водородных связях в молекуле. Из экспериментальных данных следует, что в ДНК пиримидин цитозин связа водородной связью с пурином гуанином, а пирими- [c.736]

Детальный анализ всевозможных вариантов образования водородных связей между основаниями показал, что в биспиральной молекуле ДНК основания уложены парами пурин из одной цепи и пиримидин из другой в соответствии с правилами Чаргаффа. Поскольку ориентация оснований на плоскости не является, очевидно, произвольной, и основания в полинуклеотидах представлены в лактамной форме, наиболее вероятными были признаны пары аденин-тимин и гуанин-цитозин. Этот способ спаривания получил в дальнейшем экспериментальное подтверждение. Избирательность взаимодействия пар А-Т и Г-Ц принято выражать термином комплементарность , а соответствующие азотистые основания называют комплементарными. Стабильность А-Т оснований обеспечивается двумя водородными связями, а пар Г-Ц - тремя, что в свою очередь определяется особенностями расположения функциональных групп азотистых оснований. Длина водородных связей между основаниями составляет около 0,3 нм. Таким образом, комплементарными оказываются не только отдельные основания, но и дезоксирибонуклеотидные цепи ДНК [c.108]

Всасываются преимущественно нуклеозиды, и в таком виде часть азотистых оснований может быть использована для синтеза нуклеиновых кислот организма. Если происходит дальнейший распад нуклеозидов до свободных пуриновых и пиримидиновых оснований, то гуанин не используется для синтетических целей. Другие основания, как показывают опыты с меченными по азоту аденином и урацилом, в тканях могут включаться в состав нуклеиновых кислот. Однако экспериментальные данные свидетельствуют, что биосинтез азотистых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот органов и тканей, протекает преимущественно, если не целиком, de novo из низкомолекулярных азотистых и без-азотистых предшественников. [c.470]

Остов полипептидной цепи может образовывать спиральные структуры с параметрами, близкими к двойной спирали ДНК в В- и 4-формах. Как показали конформационные расчеты н построение молекулярных моделей, стереохимически возможны два типа спиральных структур, одна из которых (/) имитирует структуру повторяющихся Г -метилпирролкарбоксамидных единиц дистамицина, а вторая (g) представляет собой регулярную спираль, в которой карбонильные группы остова могут образовывать водородные связи с 2-аминогруппами гуанина, находящимися в одной и той же полинуклеотидной цепи (рис. 8.18). Две антипараллельные, И или tg, пептидные цепи можно расположить в узкой бороздке таким образом, что образуются водородные связи между пептидными группами двух цепей и ос-Еованиями ДНК. Этот структурный мотив был обнаружен экспериментально. [c.292]

Информация, заложенная в ДНК и РНК, реализуется в процессе синтеза белка. Механизмы передачи информации от ДНК на РНК понятны и очевидны, так как цепь нуклеотидов характерна для обеих структур, а матричный синтез предусматривает полную идентичность их последовательностей. Но каким же образом передается информация от РНК, содержащей всего четыре нуклеотида, на белок, содержащий 20 различных аминоьсислот Если бы каждый нуклеотид передавал информацию на синтез одной аминокислоты, то всего кодировалось бы 4 аминокислоты. Не может код состоять из двух нуклеотидов, так как в этом случае можно было бы охватить не более 16 аминокислот (4 = 16). Работами М. Ниренберга и соавторов было установлено, что для кодирования одной аминокислоты требуется не менее трех последовательно расположенных нуклеотидов, называемых триплетами или кодонами. При этом между отдельными кодонами нет промежутков, и информация записана слитно, без знаков препинания. Число сочетаний 4 дает основание полагать, что 20 аминокислот кодируются 64 кодонами. Экспериментально установлено, что таких кодонов меньше, всего 61. Оставшиеся три кодона не несут в себе информации, однако два из них используются в качестве сигналов терминации. Выявлена также интересная особенность взаимодействия кодона с антикодоном. Оказалось, что первое и второе азотистые основания кодона образуют более прочные связи с комплементарными основаниями антикодона. Что же касается третьего основания, то эта связь менее прочная, более того, основание кодона может спариваться с другим, не комплементарным основанием антикодона. Этот феномен называют механизмом неоднозначного соответствия или качания. В соответствии с этим урацил антикодона может взаимодействовать не только с аденином, но и с гуанином кодона. Гуанин антикодона способен связываться не только с цитозином, но и с урацилом кодона. Это указывает на возможность нескольких кодонов кодировать одну и ту же аминокислоту. И действительно, было установлено, что ряд аминокислот кодируется двумя и более антикодонами (табл. 29.1). Из таблицы видно, что только две аминокислоты — метионин и триптофан — кодируются при помощи одного кодона. Число кодонов для остальных аминокислот варьирует от двух (для аргинина, цистеина и др.) до шести (для лейцина и серина). Тот факт, что одной и той же аминокислоте соответствует несколько кодонов, называется вырожденностью [c.462]

Выдвижение гипотезы Уотсона и Крика стало возможным благодаря накоплению фактов, касающихся химического строения и нуклеотидного состава ДНК. Когда обсуждают эту проблему, обычно в качестве основного фактора, способствовавшего возникновению гипотезы, называют открытые Чаргаффом закономерности (см. стр. 59) в нуклеотидном составе различных ДНК, из которых следовало, что отношения аденин тимин и гуанин цитозин для всех исследованных к тому времени молекул примерно равны 1. Указывают также на имевшиеся тогда рентгеноструктурные данные, из которых можно было сделать вывод, что ДНК имеет спиральное и высокосимметричное строение. Здесь следует отметить, что основным подходом Уотсона и Крика при выяснении структуры ДНК было построение стереохимических моделей, не противоречащих имевшимся экспериментальным данным. Такое построение было бы невозможно, если бы к этому моменту не были получены данные о 3, 5 -характере фосфодиэфирной связи, соединяющей отдельные нуклеотидные звенья о неразветвленности полинуклеотидной цепи, о фуранозной форме дезоксирибозы и [c.250]

Модель Уотсона и Крика — модель макромолекулярной организации ДНК, предложенная Уотсоном и Криком в 1953 г. на основании рентгеноструктурных исследований и данных о химическом строении ДНК. Согласно гипотезе Уотсона и Крика, молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей и образует правовинтовую спираль, в которой обе цепи закручены вокруг одной и той же оси и удерживаются водородными связями между их азотистыми основаниями. Азотистые основания в такой структуре укладываются парами, составленными из пурина одной цепи и пиримидина — другой. Глубокий анализ возможностей образования комплементарных пар показал, что наиболее вероятными являются пары аденин—тимин и гуанин—цитозин. Другие варианты комплементарных пар не получили экспериментального подтверждения. Одним из наиболее важных доводов в пользу того, что молекула ДНК имеет структуру двойной спирали, являются количественные совпадевия в содержании аденина и тимина и гуанина и цитозина. [c.60]

За последние несколько лет были сделаны большие успехи в изучении люминесценции бактерий. Особое внимание уделялось исследованию экстрактов, выделенных из бактериальных клеток. В ранних работах занимались главным образом вопросом о влиянии изменения свойств окружаюш,ей среды—питательных веществ, осмотических свойств и pH—на люминесценцию и определением отношения интенсивностей люминесценции и дыхания. Еще в 1938 г. Дудоров [7] показал, что добавление рибофлавина усиливает люминесценцию бактерий, не оказывая заметного действия на процесс дыхания. Его работа в течение многих лет оставалась незамеченной, и при исследовании живых бактерий в основном занимались вопросом о потребности бактерий в аминокислотах и сахаре. На этом этапе исследований один из наиболее поразительных экспериментальных результатов состоял в том, что источник азота, введенный в среду, оказывает решающее влияние на величину отношения скорости роста к интенсивности люминесценции бактерий [13]. Для A hromoba ter fis heri было показано, что если принять в качестве стандартного значения величину отношения, полученную при оптимальных условиях роста в присутствии солей аммония, то замена последних гуанином, глутаминовой кислотой или серином приводит к возрастанию этого отношения однако оно уменьшается, т. е. интенсивность люминесценции возрастает быстрее интенсивности дыхания при добавлении в среду метионина с гистидином или с лизином. Аналогичные наблюдения были проделаны и другими исследователями, которые установили, что присутствие в среде смеси метионина с другими менее существенными аминокислотами усиливает люминесценцию. В гл. VIH и IX приводятся другие примеры важной роли, которую играют соединения серы в процессах, связанных с излучением. [c.174]

Нормальные клетки синтезируют нуклеотид (конечный продукт), который переносится в дефектные клетки Большинство экспериментальных данных свидетельствует в пользу этого механизма. Если дефектные фибробласты отделить от нормальных клеток, их мутантный фенотип быстро восстанавливается, несмотря на то что нормальная гипоксантин-гуанин—фосфорибозилтрансфераза стабильна в этих условиях в течение многих часов. В другом эксперименте лимфоциты нормальной женщины инкубировали в среде, содержащей меченный тритием гипоксантин. Затем такие клетки смешивали в обычной среде с лимфоцитами мужчины, страдающего синдромом Леша—Найхана. Спустя некоторое время Y-хромосомы мужских клеток с дефектным ферментом, окрашивали акри- [c.47]

Еще до того, как была установлена эта структура, было показано, что число пуриновых и пиримидиновых оснований в ДНК одинаково и, более того, число остатков аденина (А) равно числу остатков тимина (Т), а число остатков гуанина (С) равно числу остатков цитозина (С). Структура Уотсона—Крика дает объяснение этому сделанному ранее наблюдению. Основания противоположных цепей занимают строго фиксированные положения, что дает им возможность образовывать водородные связи. Этот процесс строго специфичен и приводит к тому, что Л может взаимодействовать только к Т, а С — с С, поэтому цепи являются взаимно комплементарными. Таким образом, если,двигаясь от 5 - к 3 -концу одной цепи, мы встречаем последовательность АССТАССТ..., то в противоположной цепи мы найдем последовательность (прочитанную от 3 - к 5 -концу) ТСС-АТССА (принято, однако, нумерацию в последовательности вести от 5 - к 3 -концу, так что последние восемь букв следует записать как. .. АССТАССТ). Это комплементарное спаривание оснований между цепями оказывается возможным потому, что ферментативный синтез происходит путем специфического достраивания на одной цепи второй, комплементарной к ней, а не воспроизведения последовательности оснований в этой цепи. Следует подчеркнуть, что, как было показано, в различных экспериментальных условиях структура ДНК хорошо соответствует уотсон-криковской, наблюдаемой в волокнах. [c.294]

Экспериментально было показано, что существует информационная молекула — посредник между ДНК и белком. Этим посредником оказалась РНК, которая, в отличие от ДНК, состоит только из одной цепи. Однако ее химический состав оказался очень похожим на ДНК. И РНК, и ДНК построены из одинаковых основных строительных блоков. РНК содержит основания А (аденин), G (гуанин), С (цитозин) и U (урацил). Соотношение между двумя нуклеиновыми кислотами следующее. Если порядок оснований в ДНК 3 —T GAATA—5, то порядок оснований в РНК (копия которой синтезируется по ДНК-матрице) будет 5 -AG UUAU-3, где вместо Т (тимин) теперь стоит U (урацил). Мы уже упоминали это правило в гл. 1, табл. 1.2. [c.51]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология