Пары оснований уотсон-криковские

Необходимо отметить, что кроме уотсон-криковских пар гетероциклические основания нуклеиновых кислот в принципе способ [c.24]

Двойная спираль обычной ДНК состоит из двух взаимно перевитых полинуклеотидных цепей, азотистые основания которых попарно соединены водородными связями. Аденин (А) одной цепи связан с тимином (Т) другой, а гуанин (Г) с цитозином (Ц). Схемы этих пар (уотсон-криковские пары) показаны на рис. 8.5. Таким образом, две цепи ДНК взаимно комплементарны, т.е. имеется однозначное соответствие. между их нуклеотидами. Это соответствие раскрывает смысл правил Чаргаффа (см. стр. 89). [c.492]

Очевидна важность квантовохимических расчетов таутомерии азотистых оснований. Наряду с таутомерией существенное значение для мутагенеза может иметь образование пар, отлич- ных от уотсон-криковских вследствие иного расположения водородных связей (см. стр. 502). [c.602]

Два первых основания кодона всегда образуют прочные уотсон-криковские пары с соответствующими основаниями антикодона и вносят наибольший вклад в специфичность кодирования. [c.951]

Система координат на рис. 9.8 выбрана таким образом, что при 01 = 02 = О ось х проходит через атом С4 пиримидина и параллельна прямой, соединяющей атомы углерода гликозидных связей комплементарной пары. Основания при этом предполагаются плоскими, и для уотсон-криковских пар принимаются средние параметры, которые, по-видимому, практически не должны ме- [c.417]

Рис. 1. Схематическое изображение уотсон-криковских пар оснований ДНК.

Сравнение табл. 19 и 4 показывает, что равновесное распределение таутомеров пары Г — Ц в ионизированных состояниях значительно отличается от распределения в нейтральном состоянии. Прежде всего увеличивается концентрация таутомера П1 (см. обозначения на рис. I и 12), причем для анионной формы он имеет более низкую энергию, чем таутомер I, соответствующий уотсон-криковской паре. Последнее свидетельствует о том, что устойчивой формой аниона пары Г — Ц является таутомер 1П. Видно также, что равновесные концентрации таутомеров II и IV для катиона и аниона меньше, чем для нейтральной пары оснований. [c.70]

Для нуклеиновых кислот решение этой задачи проше, чем для белков. В этом вопросе имеются значительные успехи. Основные преобладающие взаимодействия связаны здесь с образованием уотсон-криковских пар. Возможность такого спаривания непосредственно видна из рассмотрения первичной структуры. Чтобы рассчитать энергию спаривания при той или иной последовательности оснований, нужно учесть параметры менее 40 термодинамических взаимодействий. Этот вопрос будет рассмотрен в гл.23. В случае белков задача оказывается значительно более трудной. Аминокислотная последовательность сама по себе не дает таких простых следствий, как правило комплементарности при спаривании оснований. Число параметров термодинамических взаимодействий, которые должны учитываться, оказывается значительно больше. Это обусловлено тем, что число разных аминокислотных остатков равно 20, в то время как число разных нуклеотидов — всего 4. Несмотря на эти трудности, существуют, как мы покажем, более или менее надежные способы предсказания вторичной структуры белков. [c.26]

Фиксированная структура уотсон-криковских пар оснований допускает большое многообразие форм двойной спирали. В табл. 3.1 суммированы параметры ряда форм, которые были обнаружены экспериментально. На рис. 3.12 и 3.13 схематически изображена молекулярная структура А- и В-форм ДНК, а на рис. 3.14 показаны объемные модели ДНК-В и РНК-11. Эти рисунки следует изучить более внимательно параллельно с текстом этого раздела. [c.170]

Эта структурная модель (рис. 22.1.3), получившая в зарубежной литературе название side by side [34], представляет собой как бы колеблющуюся полосу. Она свернута в правовращающую двойную спираль на протяжении 1,7 нм, а затем двойная спираль закручивается в левостороннем направлении на следующие 1,7 нм. Таким образом, эта модель сохраняет основные особенности S-формы ДНК ( )- период в 3,4 нм на 10 нуклеотидных оснований уотсон-криковские пары оснований в плоскости, перпендику- [c.46]

ДНК-РНК-гибрида также удерживаются вместе водородными связями. Водородные связи возникают между пуриновыми и пиримидиновыми основаниями двух цепей очень специфическим образом. Другими словами, основания одной цепи совмещены с основаниями второй цепи таким образом, что пуриновое основание ео.а, связ водородными связями с пириьГидиновым осн а-нием и наоборот. Говоря более точно, аденин и тймин"(урацил) способны связываться друг с другом двумя водородными мостиками, образуя пару. Точно так же спариваются гуанин и цитозин, способные образовать три водородные связи друг с другом. Такое специфическое образбваТше водородных связей [уотсон-криковские пары) важно при репликации, так как две цепи [c.114]

НЫ обрааовывать множество связанных водородны.ми связями пар другой структуры. Некоторые из эти.ч пар обнаруживаются экс-пери.ментально для производных нуклеозидов и нуклеотидов, а так-в ко.мплексах ряда синтетических полинуклеотидов. Однако квантово-механические расчеты показывают, что уотсон-криковские А-Т-(в случае РНК —А-1]-) и О-С-пары энергетически наиболее вьггодны. Происходит это потому, что в этих парах центры с повышенной и пониженной электронной плотностью оснований расположены оптимально друг относительно друга. Таки.м образом, комплементарные пары оснований в нуклеиновых кислотах стабилизированы преимущественно электростатнчески.ми взаимодействиями [c.25]

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]

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]

Спаривание оснований осуществляется по следующему механизму аденин образует пары с тимином (в молекуле РНК - с урацилом) за счет двух водородных связей, а гуанин - с цитозином за счет трех водородных связей (модель Уотсона-Крика). Д. Во и А. Рич [90] установили, что при совместной кристаллизации обычных мономерных производных Ade и Ura наблюдается образование пар A-U, однако они никогда не являются уотсон-криковскими. В этих комплексах роль акцептора водородной связи играет азот N(7) имидазольной части аде-нинового кольца. Эта структура известна как хугстеновская, или ими-дазольная. Расчет методом молекулярных орбиталей, выполненный Пульманом и соавторами [91] дает для пары аденин-тимин следующую последовательность структур в порядке убывания их стабильности имидазольная структура, обратная имидазольная структура, уотсон-криковская структура. В случае G- пар имеет место только уотсон- [c.235]

В структурном отношении спаренная (двутяжевая) часть каждой шпильки и черешка представляет собой двойную спираль. Двойная спираль РНК характеризуется 11 парами нуклеотидных остатков на виток. Параметры этой спирали близки к таковым А-формы ДНК Это и есть основной элемент вторичной структуры тРНК (рис. 18). Кроме канонических (Уотсон —Криковских) пар оснований О С и А и, в двуспиральных участках тРНК нередко реализуется пара О и, наиболее близкая по пространственным параметрам к каноническим парам (рис. 19 см. цветную вкладку). [c.35]

Кроме стандартных Уотсон — Криковских пар оснований, а именно G С и А U, для спиралей рибосомной РНК оказались характерными пары G U. В составе спиралей рибосомной РНК, как и в тРНК, изредка могут встречаться пары G А, а также противостояния А С и и и. Неканонические пары чаше встречаются в длинных спиралях РНК (в самой длинной спирали З -кон-цевого района 16S РНК Е. соИ, состоящей из 22 пар оснований, имеется 7 пар G U и 3 пары G А ). [c.76]

Многочисленные дебаты относительно корректности этой структуры касались преимущественно модели водородных связей между комплиментарными парами оснований, аденин-тимин и гуанин-цитозин. Кристаллографические исследования бинарных комплексов подходящих производных этих оснований выявили возможность существования водородных связей, альтернативных использованным Уотсоном и Криком в структурах (29) и (30). Действительно, до 1973 г. обнаружение уотсон-криковских структур было скорее исключением, чем правилом. В 1973 г. Рич и его коллеги получили кристаллы динатриевой соли динуклеозидфосфата гАри. Эта самокомплиментарная молекула существует в кристалле как сегмент правовращающей антипараллельной двойной спирали, содержащей уотсон-криковские водородные связи (см. разд. 22.1.3.4), [c.45]

Два динуклеозидфосфата гАри [73] и гОрС [74] являются самокомплиментарными, что обусловлено способностью их оснований к спариванию. Оба динуклеозидфосфата образуют хорошо сформированные кристаллы, что позволяет провести рентгеноструктурные исследования методом дифракции с разрешением в 0,1 нм. Из этих данных следует, что обе частицы существуют в виде коротких фрагментов правовращающих антипараллельных двойных спиралей, в которых рибозо-фосфат-рибозные остовы связаны уотсон-криковскими водородными связями между парами оснований (53), (54). Структура Ари обладает удивительным сходством с предложенной структурой Л-формы РНК (рнс. 22.1.5). [c.63]

Нативная ДНК построена в виде двойной спирали, состоящей из двух взаимно перевитых нолинуклеотидных цепей, азотистые основания которых попарно соединены водородными связями. Аденин (А) одной цепи связан с тимином (Т) другой, а гуанин (Г) —с цитозином (Ц). Схемы этих пар (уотсон-криковские па- [c.222]

Включение нуклеотида, не комплементарного матричному, деления или замена нуклеотида обычно приводят к образованию петли в двойной спирали ДНК (см. с. 230). В последующих репликациях ДНК петля исчезает вследствие полуконсерватив-иого синтеза, но первичная структура ДНК остается измененной. Наряду с образованием петель возможно образование пары, отличной от уотсон-криковской вследствие способности азотистого основания создавать необычные водородные связи (с. 231), а также вследствие таутомерии (с. 37). [c.283]

Если в растворе содержится вещество, реагирующее с локально деспирализованными нуклеотидами и препятствующее образованию ими уотсон-криковских пар, то реакция будет протекать вплоть до полной деспирализации. Если время связывания такого реагента сильно превышает время раскручивания, то именно эта реакция лимитирует скорость раскручивания. Константа скорости реакции нативной ДНК с реагентом равна ш/с =/с, где ш — вероятность разделения для любой пары нуклеотидов в молекуле, а к — константа скорости реакции разделенных нуклеотидов с указанным реагентом. Если некоторые из оснований нативной ДНК прореагировали и образовали локально денатурированный участок, вероятность тепловой денатурации примыкающих к этому участку нуклеотидов гю ш. Константа скорости реакции этих пар значительно больше к = ш к. [c.524]

К сожалению, в этих работах, посвященных рассмотрению сил, действующих между основаниями в нуклеотидах, расчет интересующих нас осевых сил произведен вместе с диагональными взаимодействиями, характерными для двухтяжевых нуклеотидов. Если рассматривать лежащие стопкообразно две уотсон-криковские пары оснований то под диагональными мы подразумеваем взаимодействия 1...4 или 3...2. В то же время нам нужна информация только о взаимодействиях 1...3 и 2...4, поскольку нас интересует энергия вертикальных взаимодействий пары оснований в однотяжевом нуклеотиде. [c.185]

Рис. 30, Так устроены уотсон-криковские пары оснований. На рисунке правильно выдержан масштаб, относящийся к расстояниям между ядрами, но размеры атомов сильно занижены На самом деле основания в парах нельзя сильнее сблизить, так как это привело бы к налезанию атомов водорода одного основания на атомы кислорода и азота другого. Замечательной чертой строения уотсои-криковских пар является то, что обе пары имеют почти точно одинаковые размеры (расстояния между атомами азота, связанными с сахаром). Именно благодаря этому в структуру двойной спирали вписываются любые последовательности пар оснований.

Форма А ДНК представляет собой двойную спираль с периодом идентичности 28,15 А и 11 уотсон-криковскими парами оснований в периоде. Согласно проведепному недавно уточнению молекулярной структуры [54], в основе которого лежало предположение о неизменности длин связей и валентных углов во всех формах двойных спиралей ДНК и РНК, форма А имеет следующие параметры 01, 0 , В i и т 20°, 8°, 4,75 А, 2,56 А и 32,7° цилиндрические координаты атома фосфора г, 0, 2 в системе хуг рис. 9.8 8,84 А, 67,2°, 3,93 А. [c.418]

Интересно поставить вопрос — является ли перекрывание оснований в молекулах ДНК и РНК оптимальным и определяет ли оно геометрию двойных спиралей Клаври [55], первым детально исследовавший этот вопрос, рассматривал взаимодействия валентно не связанных атомов двух уотсон-криковских пар оснований, используя модифицированные потенциалы Китайгородского и учитывая электростатическую энергию в монопольном приблил<ении. При этом взаимное положение оснований описывалось лишь двумя параметрами а — расстоянием между параллельными парами ос-]юваний их — углом поворота их друг относительно друга. Как показали расчеты, минимум энергии взаимодействия двух расположенных друг над другом пар оснований соответствует й 3,4А, однако т 30—40" (угол спирального вращения, характерный для нуклеиновых кислот) не всегда находится в области минимума. [c.419]

Другой путь возникновения транзиций-это случаи ошибочного спаривания, приводящие к возникновению неканонических пар и, следовательно, к дефектам в уотсон-криковской спирали. В нормальном цикле репликации такая ошибка может случайно произойти вследствие включения неправильного основания. Спонтанная частота ошибок определяется прежде всего точностью фермента ДНК-полимеразы, отвечающей за репликацию (см. гл. 32). Существует также более ограниченный репара-тивный синтез ДНК, который активируется в результате генетической рекомбинации или повреждения ДНК (см. гл. 34). Различные системы репарации характеризуются разной частотой ошибок. Например, одна из репара-тивных систем Е. соИ особенно часто делает ошибки, и, следовательно, ее активация может стимулировать образование мутаций. Мы не располагаем достаточной информацией о частоте возникновения мутаций такого рода. [c.38]

Методы предсказания вторичных структур РНК получают большое расг ространение в молекулярной биологии и генной инженерии. Анализ вторич ных структур позволяет объяснить многие биологические явления.Первона чально при определении структуры подсчитывалось число Уотсон - Криковских пар и выбиралась Структура с наибольшим числом спаренных оснований. Позже с появлением термодинамических параметров, характеризующих вклад в свободную энергию различных комплементарных пар, а также одноцепочечных участков - петель, появилась возможность выбрать в качестве критерия свободную энергию, причем на новом этапе снова были использованы те же подходы - перебор, методы динамического программирования и кинетический алгоритм. [c.218]

Строение пар оснований в случае протонированных полинуклеотидов рассмотрено в гл. 22. Эти пары и соответствующие спирали имеют оси симметрии С2, параллельные спиральным осям. Poly (I) образуют тройную спираль с осями j, также параллельными спиральным осям. Такая симметрия возможна только для параллельных полинуклеотидных цепей. Известно множество других трехцепочечных структур, в которых дополнительная цепь образует пары оснований с одной или двумя обычными цепями антипараллельной уотсон-криковской спирали. Такие структуры наблюдаются главным образом в гомополимерных комплексах. Схемы спаривания оснований в двух трехцепочечных структурах приведены на рис. 22.14. [c.177]

Вторичная структура тРНК , соответствующая модели клеверного листа, содержит 20 пар оснований, образующих 52 водородные связи. В третичной структуре к ним добавляется по крайней мере 40 дополнительных водородных связей. Больщая часть из них не соответствует обычной уотсон-криковской схеме спаривания оснований. Важная роль третичных взаимодействий подтверждается тем фактом, что они всегда затрагивают или неизменные для всех известных последовательностей звеньев, или звеньев, которые меняются координированно в различных последовательностях, сохраняя возможность третичного спаривания. Таким образом, имеются веские основания считать, что главные [c.181]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология