Нуклеиновые кислоты взаимодействие с белкам

Полисахариды, наряду с белками и нуклеиновыми кислотами, являются необходимыми компонентами любой живой клетки. Если в области изучения биосинтеза и биологических функций нуклеиновых кислот и белка достигнуты в последнее время значительные успехи, молекулярная биология полисахаридов остается по существу белым пятном. Между тем многие проблемы иммунохимии, межклеточных взаимодействий, оплодотворения, клеточной дифференцировки, по-видимому, не могут быть удовлетворительно разрешены без понимания факторов, определяющих биологическую специфичность полисахаридов. Важным звеном, необходимым при обсуждении этих факторов, являются сведения о макромолекулярной структуре полисахаридов и других углеводсодержащих биополимеров. Между тем это направление исследований, к сожалению, развивается пока крайне слабо. Следует отметить, что изучение макромолекулярной структуры полисахаридов принципиально сложнее, чем в случае белков и нуклеиновых кислот. Это связано с огромным разнообразием возможных типов связей между мономерными единицами и существованием разветвлений, что ставит качественно новые задачи при определе- [c.635]

В соответствии с терминологией, предложенной Линдер-стрём-Лангом [ ], можно сказать, что молекулы обычных полимеров в растворе не обладают вторичной структурой, тогда как молекулы биологически активных полимеров и их синтетических аналогов могут ее иметь. При этом первичной структурой макромолекулы называется число и расположение химических связей в молекуле, а вторичной — регулярная пространственная спиральная структура с определенной периодичностью, стабилизуемая водородными связями. Исследованию вторичных структур биологически активных макромолекул посвящено громадное количество работ, в которых были определены параметры спиральных конформаций для большого числа синтетических полипептидов и полинуклеотидов, а также для природных нуклеиновых кислот и белков. В последнем случае, наряду с вторичной структурой, большую роль играет также третичная структура молекул, т. е. взаимное расположение спиральных и неспиральных участков, обусловленное взаимодействием боковых групп цепи, в частности, связями 5—8. Наиболее известные примеры вторичных сгруктур представляют собой а-спираль Полинга — Кори [2> ] для полипептидов и двойная спираль Крика — Уотсона [ ] для дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Эти структуры [c.291]

Ионы металлов играют заметную роль в биохимических процессах, обусловленную отчасти их способностью связываться как с большими, так и с малыми молекулами. Большие молекулы — это нуклеиновые кислоты и белки. Комплексы ионов металлов с белками подразделяются на две основные группы. В комплексах первой группы ионы металла являются составной частью структуры белковых молекул и не могут быть выделены из белка без разрушения этой структуры. Такие белки называют металло-протеидами. Помимо них известно большое число комплексов, для которых характерно обратимое взаимодействие ионов металла с белком. Образование комплексов, принадлежащих этой второй группе, обычно стабилизирует определенную конформацию белковой части комплекса. Ярким примером важности взаимодействия между ионами металлов и малыми органическими молекулами может служить связывание АТФ с ионами металлов, абсолютно необходимое для того, чтобы молекулы АТФ могли принимать участив в ферментативных реакциях, зависящих от АТФ. [c.22]

Один из путей выяснения тонких молекулярных механизмов синтеза нуклеиновых кислот и белков в клетках—использование таких лекарственных препаратов, которые могли бы избирательно тормозить эти процессы у бактерий, не влияя на клетки организма человека. Некоторые препараты, действительно, оказывают такое избирательное действие, взаимодействуя с белками рибосом прокариот и выключая бактериальный синтез белка. Однако многие из них являются токсичными и для человека. В настоящее время в медицинской практике применяются многие антибиотики, часть из которых будет рассмотрена с целью выяснения молекулярного механизма их действия на ключевые химические реакции синтеза белка и нуклеиновых кислот. [c.540]

Влияние афлатоксинов на живой организм заключается в их взаимодействии с макромолекулами клетки - нуклеиновыми кислотами и белками. [c.382]

В связи с изучением проблемы взаимодействия нуклеиновых кислот с белками значительное внимание было уделено получению N-аминоацильных и пептидных производных нуклеозидов. Как и в случае простых ацильных производных, избирательной реакции по аминогруппе удается добиться только в случае цитидина 2 и его производных 21.25,28 Ддя э-рой цели может быть использовано взаимодействие нуклеозида со смешанным ангидридом защищенной аминокислоты [c.406]

Взаимодействия нуклеиновых кислот с белками [c.207]

Большое разнообразие физиологических процессов является отражением взаимодействия лигандов с макромолекулами, особенно с белками. В первую очередь сюда относятся взаимодействия ферментов с их субстратами и другими молекулами, в результате которых изменяется ферментативная активность. Кроме того, существуют взаимодействия между гормонами и их рецепторами, между малыми молекулами и белками, участвующими в активном транспорте этих малых молекул, взаимодействия ионов с нуклеиновыми кислотами и белками, и т.д. Ясно, что фактически все биологические явления связаны с взаимодействиями макромолекул с лигандами, и не удивительно, что множество биохимических и биофизических исследований направлено на всестороннее изучение этих взаимодействий. [c.6]

Связь нуклеиновой кислоты с белком в вирусном нуклеопротеиде значительно прочнее, чем в тканевом. В силу компактного строения вирусной частицы белок и нуклеиновые кислоты пространственно сближены, благодаря чему возникает большое число солевых связей и других дополнительных взаимодействий (гидрофобное, водородное связывание и др.). Однако, в отличие от тканевых нуклеопротеидов, в вирусных нуклеопротеидах основным фактором, обеспечивающим их устойчивость, является взаимодействие самих белковых молекул [c.466]

Вопросы разработки методов синтеза олиго- и полинуклеотидов в последнее время привлекают большое внимание исследователей. Это связано с тем, что синтетические олигонуклеотиды стали использоваться для идентификации фрагментов природных нуклеиновых кислот, изучения их химических свойств, а также как инструмент исследования в молекулярной биологии и молекулярной генетике (для расшифровки генетического кода, функционирования генома, процессов взаимодействий нуклеиновых кислот с белками, в том числе ферментами нуклеинового обмена, антибиотиками и т. д.). [c.280]

Нуклеиновые кислоты, подобно белкам, представляют собой высокомолекулярные соединения. Самые большие из всех известных макромолекул встречаются именно среди нуклеиновых кислот. Есть веские основания полагать, что у некоторых микроорганизмов вся их дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) представлена, по существу, одной-единственной молекулой с молекулярным весом порядка 10 —10 и даже больше. Нуклеиновые кислоты, как показывает само их название, обладают сильно выраженными кислотными свойствами и при физиологических значениях pH несут отрицательный заряд высокой плотности. Вследствие этого они легко взаимодействуют в клетке с различного рода катионами, чаще всего с основными белками (такими, например, как гистоны и гистоноподобные комплексы), и с ионами щелочноземельных, металлов, особенно с а также [c.121]

Как мы видели ранее, каждый функциональный сигнал характеризуется некоторым набором признаков, например типом нуклеотидов в определенных позициях на последовательности, инвертированными повторами, способными образовать шпильки в РНК, нуклеотидным составом участков ДНК и др. Набор таких признаков, характерный для определенного функционального сигнала, и алгоритм их поиска мы будем называть поисковой моделью (или просто моделью) функционального сигнала. Поисковая модель базируется на физической модели процесса. При разработке поисковой модели необходимо учитывать схему процесса, в котором принимает участие функциональный сигнал, предположения о важных участках взаимодействия нуклеиновых кислот и белков, о структуре ДНК или РНК в функционально активном комплексе и т.д. Некоторые примеры моделей были приведены в разделе 4.1. [c.119]

Эти правила могут показаться произвольными, но в гл. 23 мы детально разберем их физическую основу. О взаимодействиях нуклеотидов известно достаточно много для того, чтобы эти правила можно было использовать для количественной оценки стабильности конкретных структур. Эффективность таких простых правил особенно ярко проявляется, если обратиться к основному различию между белками и нуклеиновыми кислотами. Для белков, как мы знаем, не существует простых правил комплементарности, которые позволили бы устанавливать вторичную структуру только на основании рассмотрения парных взаимодействий между остатками. [c.160]

Кроме структурных белков, у некоторых фагов обнаружены внутренние (геномные) белки, связанные с нуклеиновой кислотой, и белки-ферменты (лизоцим, АТФ-аза), участвующие во взаимодействии фага с клеткой. [c.61]

Так же как и в случае трансляции мРНК, регуляция выражения генов включает ряд взаимодействий между нуклеиновыми кислотами и белками, определяемых слабыми связями. Поэтому весьма вероятно, что температура может существенно влиять на выражение генов. И здесь, подобно тому как мы это видели во многих других случаях термических эффектов в системах, стабилизируемых слабыми связями, возникает потенциальная возможность пользы и вреда . Мы сначала кратко рассмотрим ряд примеров, относящихся к бактериям, у которых регуляция активности генов, как известно, подвержена влиянию температуры, [c.227]

Молекулы аминокислот, белков, нуклеиновых кислот и других биологических соединений составлены из атомных группировок, резко различающихся по характеру взаимодействия [c.45]

Говоря о нековалентных взаимодействиях, прежде всего нужно отметать ту большую роль, которую они играют в образовании макроскопического вещества из молекул, атомов и ионов. Именно в результате нековалентных взаимодействий скопления атомов или молекул могут существовать в конденсированном состоянии, в виде жидкостей или твердых тел. Важную роль играют эти взаимодействия в случае полимеров. В частности, за счет нековалентных взаимодействий различные комплексы белков объединяются либо друг с другом, либо с нуклеиновыми кислотами при формировании рибосом, хроматина, вирусов, либо липидами при образовании липопротеидных мембран. Таким образом, нековалентные взаимодействия лежат в основе образования важнейших биологических структур, и роль их для биологии особенно велика. [c.101]

Значительная доля поверхностных гидрофильных атомных групп биополимеров представлена заряженными группами. Их взаимодействие с водой и ионными компонентами растворителя во многом определяет структуру и стабильность нуклеиновых кислот и белков и термодинамические свойства их растворов. Хорошими моделями заряженных атомных групп биополимеров являются одно-одно-валентные (1-1) электролиты и цвиттерио-ны аминокислот. [c.52]

Полиамины составляют ряд родственных соединений, частично образующихся из аргинина они присутствуют во всех клетках в относительно больших количествах (зачастую в миллимолярных концентрациях). Содержание полиаминов в клетках часто находится в стехио-метрическом соотношении с содержанием РНК. Однако у Т-четных бактериофагов н большинства бактерий содержание полиаминов ассо-ииировано с ДНК. Полиаминам приписывают множество функций. Они могут в известной мере замещать клеточный К" " и M.g + и, видимо, играют существенную регуляторную роль в процессах синтеза нуклеиновых кислот и белков [36]. Спермидин, по всей вероятности, играет специфическую роль в процессе клеточного деления [40а]. Полиамины могут взаимодействовать с двойной спиралью нуклеиновых кислот, образуя мостики между полинуклеотидными цепями в этом случае положительно заряженные аминогруппы взаимодействуют с отрицательно заряженными фосфатами остова нуклеиновых кислот [40]. В одной модели (предложенной Тсубои [40Ь]) тетраметиленовая часть молекулы полиамина укладывается в малой бороздке, связывая три пары оснований, а триметиленовые группы (одна в спермидине и две в спермине) образуют мостики между смежными фосфатными группами [c.99]

Хорошим примером дискретной системы, которую можно выделить и которая содержит тесно ассоциированные друг с другом белки и нуклеиновые кислоты, является вирус. Вирус простейшего типа состоит из РНК или ДНК, одно- либо двухцепочечной, окруженной белковой оболочкой, состоящей из идентичных или различных субъединиц, организованных в симметричную структуру. В более сложных типах вирусов имеется также внешний слой, состоящий из липидов и гликопротеинов. Между нуклеиновой кислотой и белком (белками) оболочки существует тесная взаимосвязь, генетическая информация для биосинтеза этого белка закодирована в нуклеиновой кислоте, и в то же время белок предохраняет нуклеиновую кислоту от действия нуклеаз клетки-хозяина. Еще более тесная физическая связь имеет место между белковыми субъединицами. Такая связь была продемонстрирована в результате разрушения вируса табачной мозаики, за которым следовала спонтанная самосборка белка в отсутствие нуклеиновой кислоты. Пустая оболочка, или капсида, была, однако, менее стабильна, чем содержавшие нуклеиновую кислоту реконструированные вирусные частицы. Этот результат указывает, что взаимодействия белок-ну-клеиновая кислота играют важную, хотя, вероятно, не столь значительную роль, по сравнению с белок-белковыми взаимодействиями. Вирусы, таким образом, как бы образуют смысловой мостик между предыдущим разделом и рассматриваемым ниже взаимодействием гистонов с нуклеиновыми кислотами. [c.567]

Изучение структуры этих и других иуклеопротеидов является необходимым звеиом в решении обшей проблемы азаимодействия нуклеиновых кислот и белков в живой клетке — взаимодействия, обеспечивающего этапы воспроизведения и реализации ее наследственной информации. [c.405]

Все вирусы растений содержат РНК. Существует два главных типа таких вирусов. Для первого из них характерна спиральная структура. Примером вируса этого типа может служить вирус табачной мозаики (ВТМ). Его капсид состоит из многих (2100) идентичных структурных субъединиц с молекулярным весом 18 ООО, располагающихся по спирали вокруг центрального канала (диаметром 40 А), в котором находится молекула РНК. Таким образом, РНК ВТМ заключена как бы внутри трубки из белка, а вирус в целом имеет форму палочки диаметром 150 А и длиной около 3000 А. Такие палочки, во всех отношениях идентичные исходному вирусу, были получены in vitro при смешивании изолированной высокоочищенной РНК ВТМ и гомогенного белка ВТМ (полная первичная структура которого в настоящее время известна). Следовательно, спиральный тин структуры может образоваться путем непосредственной агрегации компонентов. Он обеспечивает максимальную площадь поверхности, контактирующей с внешней средой, и максимальное взаимодействие между нуклеиновой кислотой и белком. Перед инфекцией или непосредственно в процессе инфекции структура этого типа претерпевает, вероятно, полное разрушение. [c.161]

Беспорядочные синтетические процессы, в которых принимали участие метан, аммиак и вода (наиболее древние молекулы Земли), по-видимому, явились причиной образования органических соединений на ранних стадиях существования Земли. Из массы разнообразных органических соединений в результате отбора , оиреде-лявнлегося их термодинамической стабильностью и другими важными свойствами (например, энергией молекулярных орбиталей, основностью атомов азота гетероциклических ядер и аминогрупп), накапливались биомолекулы (аминокислоты, пурины, пирамиди-ны, порфирины), затем биополимеры (белки, нуклеиновые кислоты), взаимодействие которых создало на Земле в течение первых полутора миллиардов лет ее существования уникальное свойство материи — жизнь. [c.6]

Как и в случае пиридиннуклеотидных коферментов, между циклическими системами аденина и рибофлавина в молекуле ФАД происходит взаимодействие (на что указывает заметное гашение флуоресценции рибофлавиновой части молекулы [79]), придавая пирофосфату в нормальных условиях определенную конформацию. Ввиду взаимосвязи, существующей между нуклеиновыми кислотами и белками, возможно, покажется неудивительным, что в этой конформации плоскости оснований расположены друг над другом, так же как и в полинуклеотидах. [c.197]

Многие РНК (такие, как тРНК, ") играют важную роль в инициировании синтеза белков, в образовании комплексов со специфическими участками рибосом и т.д. Изучение РНК позволило понять механизмы многих классических биохимических реакций и объяснить взаимодействия нуклеиновых кислот с белками. [c.188]

Быстрый прогресс, достигнутый за последние годы в области изучения нуклеинового и белкового обменов, позволил по-новому взглянуть на многие процессы, протекающие в клетках и тканях животных и растений. Появилась возможность рассматривать такие явления, как морфогенез, регуляторные механизмы клетки, действие ряда гормонов, передача нервного импульса, память в связи с фундаментальной ролью нуклеиновых кислот в этих процессах. Был дан определенный толчок и к дальнейшему изучению механизма действия регуляторов. роста растений. В связи с этим возникла необходимость в обобщении имеющегося в литературе материала и экспериментальных дангу гх, полученных за последние годы по вопросу о взаимодействии фитогор-манов (ауксинов, гиббереллинов и кининов) с нуклеиновыми кислотами и белками. Инициативу по подготовке такого рода сборника взяла на себя лаборатория биохимии фитогормонов Восточно-Сибирского биологического института. [c.3]

Макромолекулы, находящиеся в растворе, часто образуют ассоциаты с иизкомолекулярными веществами или с другими макромолекулами. Типичным примером ассоциации первого рода является связывание катионов с полимерными кислотами, иода с амилозой и ферментов с субстратами, ингибиторами, коферментами и активирующими ионами. Ассоциация макромолекул друг с другом охватывает больший круг явлений, например агрегацию молекул поливинилхлорида в среде некоторых растворителей, неспецифическую ассоциацию полимеров, полученных в процессах катионной и анионной полимеризаций, образование гемоглобина и ряда других биологически важных веществ из отдельных белковых субъединиц, взаимодействие антигена с антителом и спонтанное образование частиц вируса табачной мозаики из его нуклеиновой кислоты и белка. К этой категории ассоциации относится также образование ДНК из двух цепей полидезоксирибонуклеотида (обсужденное в гл. III, раздел В-2). [c.310]

Следовательно, необходимо, чтобы состав белков мог меняться в широких пределах, так чтобы они узнавали различные субстраты и взаимодействовали с ними. Для некоторых белков требуется присутствие других соединений (небелковой природы) для участия в процессах узнавания и превращения. Такие соединения называются коферментами. Поэтому можно заранее сказать, что катализаторы белковой природы, или ферменты, должны обладать высокой степенью упорядоченности и организации. Кроме того, вся необходимая информация должна быть записана наиболее компактным образом. Такие упорядоченные биополимеры, с помощью которых работает и самовоспроизводится двигатель внутреннего сгорания клетки, также должны совершеиио точно воспроизводиться. Было установлено, что действие ферментов высокоспецифичио структуре субстратов. Следовательно, информация о молекулярной организации белков (ферментов) должна надежно храниться, будучи записанной на стабильном, относительно консервативном языке. И вот тут-то выходят на сцену нуклеиновые кислоты. Значит, существует еще одно соответствие [c.15]

Реакция подобна уже описанной реакции присоединения гидроксиламина у этой связи.) Следующая стадия состоит в образовании из соседних пртримидинов димеров [37] — значительно более устойчивых продуктов, несомненно вызывающих инактивацию (фиг. 49). У интактных вирусов реакция на ультрафиолетовое излучение значительно сложнее, чем у чистых нуклеиновых кислот. Различные штаммы ВТМ проявляют большое разнообразие в своей чувствительности к УФ-излучеиию. Имеются данные, что под влиянием УФ-излучения нуклеиновые кислоты и белки вступают между собой во взаимодействие, хотя это, по-видимому, и не сказывается существенно на кинетике инактивации [479]. [c.203]

В связи с этим можно полагать, что в реальных условиях сшивки нуклеиновой кислоты с белком происходят с участием прежде всего цистеина. В 1966 г. Смитом выделен и идентифицирован стабильный продукт взаимодействия урацила и цистина — 5-цистеин-6-гидроурацил. [c.240]

Отметим здесь также ставшую уже классической работу Рамкри-шны с соавторами [50], где моделируется процесс выработки активными клетками некоторого ингибитора, который вызывает переход клеток в неактивное состояние (при этом количество ингибитора возрастает). В этой модели были получены затухающие колебания концентрации клеток в нестационарных условиях. В этой же работе, кроме того, рассматривались в качестве динамических переменных два компонента биомассы — нуклеиновые кислоты и белки. Сложные взаимодействия переменных позволили получить в модели как затухающие, так и незатухающие колебания. [c.79]

Трудности совсем нового порядка возникают при попытках понять взаимодействие нуклеиновых кислот с белками, построенными из 20 различных аминокислот. Тут двадцатибуквенный алфавит Видимо, прямое сочетание двух языков неосуществимо. [c.173]

Моногибридный гетерозис является очень удобной и широко используемой элементарной моделью для изучения биохимических основ гетерозиса при простейших аллельных взаимодействиях генов. На молекулярном уровне гетерозис проявляется в усилении синтеза нуклеиновых кислот н белков. Митохондрии простых меж-лииейных гибридов кукурузы превосходят митохондрии исходных самоопыленных линий по нитеиснвиости окислительного фосфорн-лирования и содержанию АТФ (митохондриальный гетерозис). Ряд ученых па основании электрофоретического изучения компо- [c.301]

Все системы межклеточной регуляции — трофическая, гормональная, электрофизиологическая — тесно взаимосвязаны между собой. Например, ИУК индуцирует сдвиги в величине электропотенциала, а это в свою очередь оказывает влияние на транспорт вещества. Каждая из этих систем действует на клетки через системы внутриклеточной регуляции, т. е. изменяя функциональную активность ферментов и мембран, влияя на интенсивность и направленность синтеза нуклеиновых кислот и белков. Таким образом создается единая иерархическая система регуляции, определяющая взаимодействие всех частей растения. [c.51]

Проблема контаминации распространяется практически на все области клеточной биологии. Использование биологически чистых систем является необходимым условием при изучении процессов синтеза нуклеиновых кислот и белков, процессов клеточной дифференцировки, трансформации, малигнизации, взаимодействия клетки с окружающей средой, при использовании клеток-продуцентов биологически активных веществ и в генетической и клеточной инженерии, клеточной иммунологии, вакцино- и серопрофилактике. [c.104]

Наметилась тенденция связывать наличие и распределение в ДНК и РНК минорных метилированных оснований с рядом важнейпгах функций нуклеиновых кислот взаимодействием их с белками, в том числе с рядом ферментов, кодированием и передачей информации о биосинтезе макромолекул, участием в механизме памяти и старения организма, регуляцией биосинтеза нуклеиновых кислот и др. [c.194]

Нитрозамипы. Метаболизм нитрозаминов при действии микросомальной системы окисления приводит к образованию высокоактивного иона карбония (рис. 19.23). Ион карбония может метилировать нуклеиновые кислоты и белки. Нитрозамипы индуцируют злокачественные опухоли в печени, почках, легких, желудке, пищеводе. Источником нитрозаминов в организме могут быть вторичные алифатические амины, которые при взаимодействии с нитритами [c.471]

Эти процессы приводят к образованию рацемических смесей. Однако считается, что при спонтанной кристаллизации происходило разделение смесн. Наиболее вероятно, что разделение проходило случайным образом. Видимо, определяющую роль в разделении оптически активных соединений путем селективного комплексоебразования одного определенного стереоизомера играли минералы, как, например, природные асимметричные кристаллы кварца, и ионы металлов. В конце К01Щ0В, стереоселективная полимеризация олефинов на поверхности металлов (катализаторы Циглера — Натта) представляет собой хорощо изученный промышленный процесс для получения изотактических полимеров. Известно также, что связывание ионов металлов весьма важно для многих биохимических превращений. Такое связывание существенно для поддержания нативной структуры нуклеиновых кислот и многих белков и ферментов. Процесс отбора оптических изомеров мог происходить вследствие других физических явлений, например взаимодействие с радиоактивными элементами, радиация или космические лучи. Недавно проведенные эксперименты с стронцием-90 показывают, что D-ти-роэин быстрее разрушается, чем природный L-изомер. Весьма заманчиво привлечь эти факторы для объяснения происхождения диссимметричности в процессах жизнедеятельности. [c.186]

В заключение отметим, что для изучения тепловых эффектов процессов денатурации белков и нуклеиновых кислот и взаимодействия этих биополимеров с ионами металлов и гидроксония в последнее время щироко и успешно применяется микрокалори-метрия. Тепловые эффекты этих процессов довольно малы. Так, теплота денатурации (т. е. перехода спираль—клубок) ДНК составляет около 4,0 ккал на моль мономерных единиц. Поскольку исследования обычно проводятся при концентрациях биополимеров порядка 10 М (в расчете на мономерные единицы), а объемы составляют 1—2 мл, измеряемые теплоты крайне малы (де- [c.47]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология