Дезоксирибонуклеиновая связи

Рис. 21-3. Примеры двойных связей и делокализованных связей в органических соединениях. Аденин, важный компонент генетического полимера ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) энергоемкой молекулы АТФ (аденозинтрифосфата), представляет собой пентамер молекулы H N. Он

Дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК) составляют основу генов, т. е. структур, обеспечивающих передачу наследственной информации. Ответственными за хранение и передачу информации являются природа и последовательность сочетания звеньев в полимере ДНК. ДН < обладают молекулярной массой до нескольких миллионов, существуют в виде двух спиралей, связанных водородными связями и содержатся в ядре клетки. [c.333]

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]

Рибонуклеиновые кислоты (сокращенно РНК) построены из рибо-нуклеозидов, связанных в положении 3,5 сложноэфирной связью с фосфорной кислотой. Дезоксирибонуклеиновые кислоты (которые сокращенно называют ДНК) построены из дезоксирибонуклеозидов, также связанных в положении 3,5 сложноэфирной связью с фосфорной кислотой. Вследствие этого нуклеиновые кислоты относятся к классу полиэфиров. [c.358]

Водородная связь играет важную роль в неорганической и органической химии. Ее универсальность связана с распространенностью в природе воды и соединений со связями 0 Н. Низкая энергия водородной связи, способность легко разрушаться и восстанавливаться при комнатной температуре вместе с ее огромной распространенностью обусловливает значение водородной связи в биологических системах. Упорядоченное расположение полипептидных цепей в структуре белка, поперечные связи в структуре целлюлозы и в двойной спирали дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) объясняются наличием водородной связи. Кроме того, доказано образование водородной связи на некоторых стадиях почти всех биохимических процессов. [c.103]

Коллоиды удобно разделить на три типа в соответствии со структурой их частиц 1) малые частицы имеют такую же структуру, что и соответствующее твердое или жидкое тело 2) частицы представляют собой агрегаты молекул меньшего, чем частицы, размера 3) частицы представляют собой молекулы, размеры которых так велики, что попадают в коллоидную область. Диспергирование тонкоизмельченного твердого вещества (например, золота) или жидкости (например, бензола) дает коллоидные растворы первого типа. Мыла и моющие средства служат примерами коллоидов второго типа. Они состоят из органических молекул, которые содержат как гидрофобную, так и гидрофильную части и объединяются, образуя агрегаты (мицеллы). В этих мицеллах, которые могут содержать до ста молекул, гидрофобные части молекул находятся внутри, а гидрофильные — снаружи. К третьему типу относятся белки и высокополимеры. Эти вещества состоят из молекул, удерживаемых вместе ковалентными связями важной характеристикой таких молекул, объединяющей их с коллоидными частицами, является размер. Белки и другие биологические макромолекулы, например дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), играют важную роль в химических процессах, происходящих в живых организмах. Синтетические высокополимеры все шире используются в промышленности. [c.253]

Рентгеноструктурный анализ множества кристаллических структур позволил подробно изучить геометрию различных групп атомов, включая хорошо определенные значения длин и углов между связями. Стереохимические законы оказали большую помощь при определении новых кристаллических структур, в частности природных макромолекул, которые состоят из малых основных единиц. В современном кристаллографическом анализе используются данные дифрактометров и быстродействующие электронно-вычислительные машины, что позволило определить строение белков. Данные дифракции рентгеновских лучей были использованы при установлении структуры дезоксирибонуклеиновой кислоты и при изучении водородной связи, которой обусловлена устойчивость этой структуры. [c.583]

Информация, необходимая для построения определенной аминокислотной последовательности, содержится в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК). Молекула ДНК является полинуклеотидом, образованным основаниями аденином (А), гуанином (G), цитозином (С), тимином (Т), остатками фосфорной кислоты и 2-дезоксирибозой в качестве углеводного компонента. Все ДНК построены как регулярные двойные спирали, структура которых стабилизирована водородными связями между комплементарными парами оснований А — Т и О — С. В ДНК каждые три следующих один за другим нуклеотида (триплетный код) кодируют одну аминокислоту (189 — 192]. Для 20 протеиногенных аминокислот существуют 64 кодовые единицы (кодона), из которых по 6 приходится на аминокислоты Leu, [c.391]

Сахаром является о-рибоза (стр. 946) для класса нуклеиновых кислот, называемых рибонуклеиновые кислоты (РНК), и о-2-дезоксирибоза — для класса, называемого дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК). (Приставка 2-дезокси означает отсутствие ОН-группы при С-2.) Остатки сахара находятся в фуранозной форме и связаны с фосфатом через С-3 и С-5 гидроксильные группы (рис. 37.5). [c.1062]

Выяснение молекулярной структуры генетического материала -ДНК - без сомнения стало одним из самых замечательных научных достижений XX в. Уотсон и Крик описали свое открытие так Мы хотим предложить структуру соли дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Эта структура обладает весьма необычными свойствами, представляющими большой биологический интерес... Она образована двумя спиральными цепочками, закрученными вокруг общей оси... Обе спирали правые, но... последовательности атомов в них взаимно противоположны... Весьма интересен способ, с помощью которого цепочки удерживаются вместе... Пуриновые и пиримидиновые основания образуют пары, при этом пуриновое основание одной цепи соединяется водородными связями с пиримидиновым основанием другой... Если одно из оснований пары - это аденин, то... вторым основанием должен [c.45]

Наличие внутримолекулярной водородной связи, в отличие от межмолекулярной, приводит обычно к понижению точек плавления и кипения, так как возможность связывания молекул между собой исключена. Так, например, орто-нитрофенол плавится уже при 45 °С, в то время как пара-нитрофенол — при 114 С. Именно благодаря водородным связям полипептидные цепи, в частности хранитель наследственности дезоксирибонуклеиновая кислота ДНК, закручиваются в спиральные структуры, что исключительно важно для всех процессов в живой природе. [c.284]

Крайне важно иметь в виду эту модель при изучении деградации дезоксирибонуклеиновой кислоты в растворах. Хотя в настоящее время мы не имеем прямых доказательств существования двойных спиралей этой кислоты в растворах, однако некоторые указания на это имеются. Александер и Стейси [116] нашли, что дезоксирибонуклеиновая кислота спермы сельдей расщеп-тяется мочевиной на две равные части. Однако обработка мочевиной де 3 о ксп р и б ун о кл е и н о в о й кисл о ты зобной железы не дала ожидаемого результата [116, 117], Поэтому остается невыясненным, вызывает ли действие мочевины развертывание двойной спирали вследствие разрыва водородных связей между основаниями. [c.251]

Были определены температуры плавления в разбавленных растворах ряда дезоксирибонуклеиновых кислот различного состава [63—65]. Состав оснований, выраженный процентным содержанием пар Г — Ц, изменялся от О до 65 и температура плавления возрастала с ростом концентрации этих пар. Для синтетических нуклеиновых кислот, содержащих только пары А—Т, Тпл равна 65° С для природных дезоксирибонуклеиновых кислот, содержащих около 65% пар Г—Ц она увеличивается до 95° С. Этот факт можно объяснить тем, что обе пары способны к образованию различного числа водородных связей [67] так пара Г—Ц содержит три, а пара А—Т — только две водородных связи, следовательно различные пары вносят не одинаковый вклад в стабильность спирали [63, 64]. [c.134]

Такое спаривание оснований связями, длина которых показана-на формуле, возможно только в случае двойной спирали со специфическим расположением оснований, когда цитозин в одной спирали стоит против гуанина в другой и связан с ним, или при аналогичном расположении тимина и аденина. Хроматография и спектроскопическое количественное огаределение пуриновых и пиримидиновых оснований облегчили точное изучение состава гидролизатов дезоксирибонуклеиновой кислоты из различных источников (Чар1га1фф , 1955). Некоторые из полученных результатов приведены в табл. 43. Эквивалентность аденина и тимина гуанину и цитозину, и в целом, пуринов пиримидинам является удивительным подтверждением гипотезы Уотсона и Крика. [c.737]

Если в молекуле содержится гидроксильная групна (нанример, в спиртах, фенолах, карбоновых кислотах), то атомы кислорода гидроксильных групп двух молекул могут тесно сблизиться из-за образования водородных связей. Водородные связи относятся к числу химических связей средней силы, но, когда их миого, оин способствуют образованию прочных димерных или полимерных структур. Общеизвестными примерами являются а-синральная структура дезоксирибонуклеиновой кислоты и других природных полимеров и алмазонодобная структура кристаллического льда. Водородные связи образуются не только между двумя группами -ОН, но и между -ОН и кислородом карбонильной группы С=0, азотом аминогрупны -КНг и т.д. [c.115]

Рис. 2. Макромолекула дезоксирибонуклеиновой кислоты Структурная модель ДНК. состоящая из двух цепочек, извитых в виде двойной спирали вокруг центральной оси. Молекулы углевода (пентозы) представлены белыми пятиугольниками, обведенными двойной линией. Фосфатные группы представ- 1ены в виде изгиба двойной линии, соеди--миющей молекулы углеводов. От каждой молекулы углевода отходит основание в виде покрытого точечной штриховкой пяти, угольника или шестиугольника. Каждое основание связано с противолежащим на том же уровне другим основанием водородной связью. Эти поперечные связи между основаниями служат горизон альными распорками, удерживающими двойную спиральную ось и связывающими обе ее цепи вместе.

С начала текуш,его столетия генетики анализируют наиболее видимое проявление индивидума — фенотип. Однако эти исследования ограничиваются тем, что анализируемые различия по большей части передают комплексные морфологические и физиологические характеристики.. Биохимическая генетика — наука, в полной мере развивающаяся с 1960-х годов, дает теперь возможность проводить селекцию не только на фенотип, но и на непосредственные продукты генов — белки. Действительно, если гипотеза Бидла, Татума и Горовица один ген... один фермент сейчас не совсем точна, все равно верно то, что белки и ферменты кодируются дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК), и это позволяет самым непосредственным образом связать один из фенотипов с определенным генотипом. Именно таким образом корреляции между различиями на уровне генотипа и ферментными вариациями станут очевидными. Около 25 лет тому назад единственные примеры ферментного полиморфизма, которые можно было привести, относились только к микроорганизмам в то время еще полагали, что этот полиморфизм является исключением. При современных знаниях можно констатировать, что биохимический полиморфизм представляет общее явление, свойственное и животным, и растениям. [c.37]

Соединение фосфора. Фосфор является одним из важнейших биогенных элементов и относится к ключевым элементам в биосфере, поскольку его электронные структуры обеспечивают быстрое образование и разрушение химических связей с биологическими молекулами (например, с протеинами, аденозинтрифосфатом). Такая химическая стабильность объясняет его активность как энергетического челнока , а также его ключевое положение в знаменитой биомолекуле ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). Фосфор входит в состав нуклео-протеидов, сахарофосфатов, фосфатидов, фитина и других соединений. Он активно участвует в процессах обмена веществ и синтеза белка, определяет энергетику клетки, активно влияет на рост растений, концентрируясь в семенах и точках роста. Соединения фосфора входят в состав тканей живых организмов — мозга, костей, панцирей. [c.60]

Нуклеиновые кислоты вместе с белками в очень тесной, неразрывной связи с ними являются носителями Жизни, входят в состав всех живых клеток. Вперэые они выделены из клеточных ядер в 1869 г. В настоящее время изучены их состав, строение и функции. Существую два вида нуклеиновых кислот — рибонуклеиновые кислоты (РНК) и дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК), отличающиеся друг от друга строением углевода рибозы. В состав обоих кислот входят азотистые основания (урацил, тимин, гуанин, цитозин и аденин, производные пиримидина и пурина, связанные ковалентной связью с полуацетальный гидроксилом в положении 2 циклической формы углевода — рибозы (РНК) или 4-дезоксирибозы (ДНК). При этом пара азотистое основание + углевод образует так называемые нуклеозиды [c.728]

В клетках, составляющих живое вещество, содержатся особые высокомолекулярные нуклеиновые кислоты, связанные с белком, видимо, водородными связями. В течение последних десятилетий были изучены состав и строение нуклеиновых кислот и установлена их роль в биосинтезе белка. Ядра клеток содерл<ат дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), анализ продуктов гидролитического расщепления которой показал, что это слол ное вещество, содерлощее 1>-дезоксирибозу, фосфорную кислоту и смесь веществ гетероциклической структуры — производных пурина — аденина и гуанина и производных пирами-дина — тимина и цитозина. В плазме же клеток содержатся рибонуклеиновые кислоты (РНК), в составе которых обнарул<ены /З-рибоза, фосфорная кислота и гетероциклы — аденин, гуанин, цитозин и урацил (вместо тимина). [c.264]

Водородные связи могут возникать как между различными молекулами, так и внутри молекулы, если в этой молекуле имеются группы с Донорной и акцепторной способностями. Например, именно внутримолекулярные водородные связи играют основную роль в образовании пептидных цепей, которые определяют строение белков. По-видимому, наиболее важным и, несомненно, одним из наиболее известных примеров влияния внутримолекулярной водородной связи на структуру является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Молекула ДНК свернута в виде двойной спирали. Две нити этой двойной спирали связаны друг с дрзггом водородными связями. [c.64]

Существуют два различных типа нуклеиновых кислот —дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК) и рибонуклеиновые кислоты (РНК). ДНК представляет собой генетический материал большинства организмов. В прокариотических клетках, кроме основной хромосомной ДНК, часто встречаются вне хромосомные ДНК — плазмиды. В эукариотических клетках основная масса ДНК расположена в клеточном ядре, где она связана с белками в хромосомах. Эукариотические клетки содержат ДНК также в различных органел-лах (митохондриях, хлоропластах). Что же касается РНК, то а клетках имеются матричные РНК (мРНК), рибосомные РНК (рРНК), транспортные РНК (тРНК) и ряд других кроме того, РНК входят в состав многих вирусов. [c.296]

Углеводно-фосфатный остов во многом определяет конформацию и физико-химические свойства нуклеиновых кислот. Расщепление нуклеиновых кислот различными ферментами связано со спецификой строения углеводио-фосфатной цепи а частности, многие ферменты отличают дезоксирибонуклеиновые кислоты от рибонуклеиновых, концевую фосфатную группу от группы, участаующей в образовании фосфодиэфирной связи, 5 -фосфат от З -фосфата и т. п. [c.391]

Колоночная хроматография весьма тщательно разработана и позволяет добиться прекрасного разделения однако низкомолекулярные осколки нуклеиновых кислот можно столь же успепшо разделить и методом ХТС на ионообменниках при меньшей затрате труда и времени. Хотя до настоящего времени метод ХТС применяли только для разделения пуриновых и пиримидиновых оснований, нуклеозидов и мононуклеотидов, можно полагать, что на слоях эктеола и ДЭАЭ можно разделить также олигонуклеотиды, анури-новые кислоты и высокомолекулярные рибо- и дезоксирибонуклеиновые кислоты. Этот метод может оказаться пригодным также для анализа углеводных компонентов нуклеиновых кислот (841 (см. стр. 456) — в виде их обратных комплексов (см, [211),—- а также о-фосфорной кислоты и полифос-форных кислот [77] (см. стр. 473). В связи с этим следует отметить анализ методом ХТС птеридинов [63], фармацевтически важных пуриновых и пиримидиновых производных (см. стр. 310) и водорастворимых витаминов (см.стр. 236). Особенно важной является работа Нюрнберга по анализу методом ХТС витаминов группы Ве и амида никотиновой кислоты [64]. [c.451]

Нуклеиновые кислоты представляют собой линейные полимерные молекулы, состоящие из чередующихся углеводных и фосфоди-эфирных остатков. Фрагменты углеводов существуют в молжулах нуклеиновых кислот в- фураиозиой форме и связаны по атому С-1 с остатками пиримидиновых или пуриновых оснований (общее рассмотрение структуры нуклеиновых кислот см. [45]). Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) присутствует во всех живых клетках и служит носителем генетической информации. В качестве углеводного остатка в молекуле ДНК присутствует о-дезоксирибоза, а в качестве оснований — тимин. цитозин (пиримидиновые основания) и аденин, гуанин (пуриновые основания) (рис. 7.14, а). Определенная последовательность расположения пиримидиновых и пуриновых оснований в цепи ДНК связана с конкретной генетической информацией. Рибонуклеиновые кислоты (РНК) также представляют собой неразветвлеиные полимерные молекулы, отличающиеся от молекул ДНК тем, что содержат вместо дезоксирибозы о-рибозу (с группой ОН при атоме С-2) и урацил вместо тимина. РНК выполняют роль матриц для синтеза белка. [c.317]

В твердой форме эта кпслота обладает кристаллическим строением (что подтверждается четкой картиной диффракцни рентгеновских лучей), высокой плотностью и может быть вытянута в нити. Несколько лет назад Астбери [114] предложил для дезоксирибонуклеиновой кислоты плотно упакованную структуру, в которой остатки дезоксирибозы и основания находятся в слоях, разделенных фосфатными связями. Сравнительно недавно Уотсон и Крик [115] предложили модель двойной спирали, в которой две спирали переплетаются таким образом, что последовательность остатков в одной спирали противоположна их пос-ледовятрльности в другой. Основания могут быть расположены в такой структуре только определенными парами, по одному на каждой спипяли при этом дня пуриновых основания слишком велики, чтобы пара нз ннх могла разместиться в этой структуре, а два пиримидиновых основания слишком малы. При наличии определенных доказательств было принято, что противоположным компонентом в паре оснований для аденина может быть только тимин, а для гуанина — цитозин. Предполагается, что водородные связи между парами оснований обеспечивают стабильность спиральной структуры дезоксирибонуклеиновой кислоты. Предполагаемое строение ее показано на рис. 46. [c.250]

В связи со значительным интересом, проявляемым в радиобиологии к нуклеопротеидам и нуклеиновым кислотам, большинство радиационно-химических исследований этих веществ было выполнено в водных растворах. С сухими же полимерами были проведены единичные работы. Флюк, Дрю и Поллард [122] подвергали бомбардировке дейтонамп и электронами трансформирующий фактор пневмококков. Подвергавшийся облучению продукт был исследован в отношении способности трансформировать шероховатый штамм пневмококка КЗбА в гладкий З-тип. Найдено, что одного попадания в мишень молекулярного веса 6-10 достаточно, чтобы лишить дезоксирибонуклеиновую кислоту трансформирующей способности. Это соответствует молекулярному весу нативной дезоксирибонуклеиновой кислоты в пределах экспериментальной ошибки метода и показывает, что для передачи необходимой генетической информации требуется целая молекула этой кислоты. Очевидно, здесь не происходит воспроизведения генетической информации по длине [c.252]

Упорядоченные структуры нуклеиновых кислот включают более, чем одну цепную молекулу. Структура дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), предложенная Уотсоном и Криком [22] и Уилкинсом [23], включает две взапмнопереплетен-ные спиральные цепочки, напоминающие винтовую лестницу. Ступеньки этой лестницы , делающие структуру стабильной, образованы водородными связями, которые соединяют комплементарные пуриновые и пиримидиновые основания. [c.24]

В работах [63—65] были измерены температуры плавления других биологически важных макромолекул, синтетических полинуклеотидов и природных нуклеиновых кислот. В упорядоченном состоянии молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты состоит из двух спирально переплетенных цепей. Кристаллографическая структура, определенная Криком и Уотсоном [66], допускает только один способ образования пар гетероциклическими основаниями, входящими в состав каждой из этих цепей. Анализ состава нуклеиновых кислот показывает, что концентрация пуриновых оснований равна концентрации пиримидиновых оснований поэтому образование пар через водородную связь, по статистическим соображениям, возможно только между адени-ном (А) и ТИМИНОМ (Т), и между гуанином (Г) и цитозином (Ц). При плавлении цепи разделяются и переходят в беспорядочно свернутое состояние. [c.134]