Цитозин 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]

В табл. 3.1 приводится в качестве примера сопоставление величин длин связей в молекуле непротонированного цитозина, найденных экспериментально и расчетных [c.156]

Таблица 3.1 Сопоставление расчетных и экспериментальных длин связей в молекуле непротонированного цитозина

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]

Поскольку цитозиновое ядро теряет протон, по-видимому, только в сильно щелочных условиях, то при реакции с гидразином производных цитозина оптимум pH (если он имеется) должен быть сдвинут в щелочную область по сравнению с производными урацила и тимина. Однако и в этом случае нет соответствующих экспериментальных данных и наблюдается только возрастание скорости модификации при увеличении pH от 6 до 10. В данном интервале pH сохраняется та же закономерность в скорости модификации оснований гидразином, что и при использовании безводного гидразина, а именно [c.462]

Анализ приведенных данных позволяет обнаружить следующие закономерности. При возбуждении резко уменьшается порядок связи С-5—С-6 при незначительном уменьшении порядка других связей. Увеличивается индекс свободной валентности на атомах С-5 и С-6. Для урацила и тимина эти эффекты проявляются в большей степени, чем для цитозина. Следовательно, в возбужденном состоянии возрастает реакционная способность двойной связи С-5—С-6. Этот вывод подтверждается экспериментально (см. ниже). [c.627]

Распределение электронной плотности в цитозине, находящемся в возбужденном состоянии, как показывают результаты квантовохимических расчетов, отличается от распределения в урациле и ти-мине. В случае цитозина электронная плотность на атомах С-5 и С-6 увеличивается при возбуждении лишь незначительно, но сильно возрастает на атоме N-3, который даже в нейтральной молекуле является наиболее электроотрицательным атомом кольца (в противоположность атому С-5 для урацила и тимина). Результаты расчетов согласуются с экспериментальными данными, которые показывают, что фотохимические свойства цитозина и его производных во многом отличны от свойств производных урацила и тимина. [c.663]

Среди малых органических молекул наиболее интенсивные электронные спектры наблюдаются для молекул с системой сопряженных двойных связей. Такие нолекулы обычно поглощают свет с длиной волны менее 300 А. Эти вещества, как правило, исследуют в виде жидких растворов и в растворенном состоянии они характеризуются очень широкими полосами поглощения, простирающимися в область наиболее коротких длин волн, достигаемых экспериментально. Для большинства спектрофотометров—это приблизительно 2000 А (большинство веществ, включая воздух и кварц, начинают поглощать вблизи 2000 А). Различия в формах полос поглощения нелегко связать со структурой. Незначительные изменения в структуре часто приводят к настолько ярким различиям в спектрах, что такие спектры можно отнести к совершенно различным структурам, как это показано, например, на спектрах цитозина и триптофана, приведенных ниже. [c.109]

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]

Как видно из таблицы, связь С5 — Се при возбуждении в состояния 5 и для всех оснований существенно ослабляется при этом, независимо от типа возбуждения, прочность связи 5—6 в тимине меньше, чем в цитозине, что согласуется с экспериментальными данными по сравнительной час- [c.50]

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]

Значения коэффициентов парных взаимодействий в случае взаимодействия НО с L-Asn, L-Gln, L-Asp и L-Glu сильно различаются для Ura они велики и положительны, для yt, Thy и Ade - велики и отрицательны. Высокие положительные значения для взаимодействия аминокислот с урацилом можно объяснить вкладом эндотермического эффекта диссоциации карбоксилатных групп АК. Несмотря на то, что данный эффект, несомненно, присутствует и при взаимодействии других НО с указанными АК, коэффициенты парных взаимодействий для них отрицательны. Для систем yt + L-Asp, ТЪу + L-Asp, Ade + L-Asp и Ade + L-Glu обнаружена ассоциация (табл. 4.21), это свидетельствует в данном случае о преобладании специфических взаимодействий. Ассоциация в указанных парах, возможно, реализуется за счет кислотно-основного взаимодействия между цвиттерионными кар-боксилатными группами аминокислот и атомами N(3) и N(4) цитозина, N(1) и N(3) аденина, а в случае тимина - между цвиттерионными аминогруппами аминокислот и атомами 0(2) и 0(4) тимина. Согласно расчетным [103] и экспериментальным [104] данным, перечисленные атомы (см. рис. 4.19) являются активными центрами нуклеиновых оснований. [c.240]

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]

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]

Тем не менее обращает на себя внимание большая разница энергий взаимодействия урацила и цитозина при гомоассоциации и при ассоциации с пурином. Это, возможно, объясняет экспериментально наблюдаемое различие в свойствах соответствующих динуклеозидмонофосфатов. Следует отметить, однако, что экспериментально определяемые величины энтальпии гомоассоциации уридина и цитидина близки между собой (см. табл. 4.7). [c.247]

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]

В настоящее время экспериментально доказано, что вирусы по своему химическому строению являются нуклеопротеидами, т. е. состоят главным образом из белка и нуклеиновой кислоты. Молекула нуклеиновой кислоты находится внутри вирусной частицы и окружена белковой оболочкой. Все вирусы можно разбить на две группы вирусы, содержащие РНК, и вирусы, содержащие ДНК. Все изученные вирусы растений содержат только РНК. Важные доказательства первостепенной роли РНК в синтезе белка были получены в опытах Г. Шрамма и Т. Френкель-Кон-рата, которые показали, что заболевание листьев табака вирусом мозаики вызывает РНК вируса. При этом, будучи введенной в здоровый лист табака, она воспроизводится не только сама, но и вызывает синтез белка, входящего в состав вируса табачной мозаики. Если из вируса табачной мозаики выделить РНК, подвергнуть ее химической обработке азотистой кислотой, то изменится нуклеотидный состав РНК, так как входящий в нее цитозин дезаминируется и превращается в урацил. [c.276]

Для правильного понимания и решения проблемы направленного получения мутаций необходимо исход1-1ть из того, что мутации представляют собой химические изменения участков молекулы ДНК. Это положение нашло прямое экспериментальное под-тверледение на вирусах. Из вируса табачной мозаики выделили РНК и поместили ее в пробирку. На нее воздействовали азотистой кислотой и затем вводили в клетки листьев табака. При этом обнаружили новые мутантные формы. Оказалось, что под воздействием азотистой кислоты РНК претерпевает определенные химические изменения аденин переходит в гипоксантин, гуаиин —в ксантин и цитозин — в урацил. Изменения этих азотистых оснований в результате мутагенного действия азотистой кислоты вызывают появление специфических (характерных) мутаций (рис. 87). [c.213]

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