Сверхспирали

Что могло помочь в поисках Приметы были ясны если нужный белок существует, то с его помощью сверхспирали-зованная ДНК должна превращаться в кольцевую замкнутую молекулу, не имеющую сверхвитков. В самом деле, как только белок разорвет одну из нитей, напряжение в ДНК немедленно пропадет, то есть сверхспираль исчезнет. А когда белок залечит разрыв, то получится ДНК, у которой Ьк = = Л//уо. Иными словами, шла охота за ферментом, способным менять величину Ьк. [c.93]

Второй интересный пример сверхспирали, образованной изломами, приведен на рис. [c.191]

Бактерию выращивали в присутствии н-тимидина, подвергали лизису и седиментировали через щелочной градиент сахарозы. Сверхспирали фактора F составляют приблизительно 17о от общего количества ДНК, однако они легко отделяются вследствие высокого значения s в щелочи. / — фактор F 2 —хромосома. [c.324]

Принципы действия энхансеров, способных оказывать свое влияние на значительном расстоянии (более чем тысячи нуклеотидных пар) и вне зависимости от ориентации по отношению к старту транскрипции, не выяснены. Короткие нуклеотидные блоки могут служить центрами связывания специфических ядерных белков, выступающих как транс-действующие факторы. Сила энхансера, вероятно, может зависеть от числа таких блоков (модулей). Обсуждаются следующие два основных механизма действия энхансеров. Считается, что функциональные участки генома, содержащие один или несколько генов, образуют длинные петли, включающие десятки тысяч нуклеотидных пар ДНК. Высказано представление, что петли закреплены в матриксе клеточного ядра и могут быть сверхспира-лизованы. В состав матрикса входит топоизомераза И, по-видимому, определяюш,ая топологию петли ДНК (см. гл. ХП), В таком случае взаимодействие энхансера с бе.1ками может менять конформацию всей петли, включая и удаленный от энхансера участок ДНК, в результате чего в составе петли изменяется локальная структура хроматина и облегчается транскрипция гена (рис. 112,6). Более вероятно, что влияние энхансера, связанного с белком, определяется его непосредственным взаи.чодействием с РНК-полимеразой и другими факторами транскрипции в процессе инициации- Такое взаимодействие может осуществляться благодаря сгибанию молекулы ДНК, что создает возможность непосредственного контакта районов промотора и удаленного от него энхансера, связанных со специфическими белками (рис. И2, в). [c.204]

Структура коллагена сочетает спиральное строение белков а-типа с межмолекулярными водородными связями белков Р-типа. Три пептидные цепи, каждая в форме левой спирали, закручены вокруг друг друга с образованием трехтяжной правой сверхспирали. Небольшие по размеру остатки глицина, находящиеся через каждые два звена в каждой из цепей, образуют пространство, в котором вполне могут разместиться объемистые пирролидиновые кольца двух других цепей. Три цепи удерживаются друг около друга сильными [c.1060]

Модель сверхспирали пригодна как для параллельных, так и для антипараллельных а-спиралей. Все приведенные выше соображения отвечают параллельным и антипараллельным а-спиралям. Однако способу упаковки, приведенному на рис. 5.11,6, удовлетворяет только параллельное расположение поскольку связь С —Ср а-спирального остатка не перпендикулярна оси а-спирали, а ориентирована под углом около 45° в направлении, обратном ходу спирали, то боковые цепи имеют ту же ориентацию. Они хорошо совмещаются только в случае параллельных спиралей (рис. 5.11, в). Для антипараллельных спиралей система совмещения будет выглядеть несколько иначе, чем показанная на рис. 5.11, б. Для устранения стерических отталкиваний между боковыми цепями требуется относительный сдвиг спиралей вдоль контактной линии примерно на 1 А. Если, например, инвертировать показанную на рис. 5.11, в спираль с остатками abode, отталкивания между боковыми цепями остатков ак d устраняются при перемещении спирали на 1 А вниз. Происходящее при этом сближение боковых цепей остатков а н d не приведет к стерическим затруднениям, так как эти [c.99]

Связывание актиномицина и АК идет ступенчато, через ряд промежуточных форм. Комплексообразование меняет конформацию ДНК. Рентгенографическое исследование показало, что ДНК в комплексе с профлавином имеет больший щаг спирали, чем у свободной ДНК и частично раскручивается [139]. Опыты со сверхскрученной (зирегсоИес ) кольцевой ДНК показали, что -В присутствии АК и актиномицина она раскручивается [140,, 141]. В такой ДНК основная правая спираль закручена в правую спираль более высокого порядка. Раскручивание сверхскрученной ДНК при образовании комплекса приводит вследствие топологических особенностей кольцевой структуры самой ДНК к изменениям геометрии всей макромолекулы. Установлено существование критической концентрации лиганда, отвечающей полному раскручиванию сверхспирали дальнейшее добавление красителя вызывает закручивание ДНК в обратном направлении с образованием левой сверхспирали. Эти факты обнаруживаются методом седиментации. [c.528]

Рентгенограммы волокна а-кератина показывают, что этот белок не может состоять из параллельных а-спиралей и наилучшее согласие с распределением рефлексов получается, если принять, что а-спирали скручены одна с другой, а, возможно, и с третьей и образуют дополнительную спираль [133—135]. Сколько а-спиралей скручено друг с другом, пока еще не удалось установить определенно. Ряд исследований показывает, что для а-кератина наиболее вероятна тройная сверхспираль [136—138], тогда как для парамиозина лучшее согласие получается для двойной сверхспирали [139]. Недавнее детальное исследование [140] дает основание считать, что миозин, а-кератин и тропомиозин в сухом состоянии, так же как и парамиозин, с наибольшей вероятностью имеют двойную сверхспираль. Интересно, что некоторые типы шелка имеют четверную сверхспираль, состоящую из а-спиралей [141]. [c.144]

И вот тут-то на помощь приходит сверхспирализация. Ведь она возможна только в той ДНК, в которой обе нити на всем протяжении целы. А убедиться в наличии сверхспирали очень просто — в сверхспиральной ДНК гораздо легче развести две комплементарные цепочки, то есть раскрыть участок двойной спирали. Раскрытие подобно действию расплетающего белка — оно снимает напряжение в отрицательно сверхспирализованной ДНК. Итак, белку, которому поручен контроль, следует связаться с нужным участком ДНК (он узнает его по определенной последовательности нуклеотидов) и попробовать развести в этом месте нити. Если получилось, то с этого места быстро-быстро начинается репликация. Если развести нити не удалось, то придется подождать — ДНК еще не готова к воспроизведению. [c.95]

Какие изменения в структуре ДНК может вызывать сверхспирализация Понятно, что выгодным будет любое изменение структуры, в результате которого произойдет ослабление напряжения, вызванного в зкДНК сверхспира-лизацией. Поэтому было ясно, что сверхспирализация должна способствовать образованию в двойной спирали раскрытых областей, а также крестообразных структур. Крестообразные структуры в ДНК могут возникать в участках с последовательностямн-перевертышами. [c.102]

Рис. 29. Три топологические реакции , катализируемые топоизомеразой типа II. а) Измеие-н ле числа витков сверхспирали = =с2) б) развязывание и завязывание узлов в) расщепление и образование катенанов.

Наиболее убедительные доказательства были получены в опытах с кольцевыми ДНК. Это было сделано все тем же Джеймсом Уонгом, имя которого нами не раз упоминалось. Уонг использовал методику Келлера, о которой было рассказано в гл. 8. Эта методика позволяет различать с помощью гель-электрофореза две молекулы ДНК, отличаю-ш,иеся на единицу по числу витков сверхспирали. Чтобы понять суть опытов Уонга, представим себе, что мы имеем кольцевую ДНК, содержащую один однонитевой разрыв и что эта ДНК предоставлена самой себе в растворе. [c.130]

Свойства. Темно-красные кристаллы в виде листочков. Температура плавления 248—249°С (разлож.). С полинуклеотидами образует прочные интенсивно флуоресцйрующйе комплексы, причем флуоресценция проявляется только па двухтяжевых участках ДНК- Обладает способностью раскручивать сверхспи-ралн ДНК, превращая их в открытые циклические структуры и даже в сверхспирали противоположного направления. [c.457]

Если исходная линейная молекула уже спирализована по правовинтовому типу и после замыкания в цикл при изменении условий число правых витков увеличивалось, так что [р] > [а], то ось молекулы должна образовывать либо левовинтовую тороидальную, либо правовинтовую самозакручивающуюся сверхспираль с числом витков, равным числу вновь образованных витков двойной спирали [т] = [сб]-[р]. При уменьшении числа витков двойной спирали после циклизации получились бы сверхспирали противоположного направления. Если условиться считать величины аир положительными для правовинтовых двойных спиралей, то число и направление витков сверхсинрали задаются простой формулой т = а р. [c.258]

При р > а образуется левовинтовая тороидальная или правовинтовая самозакручивающаяся сверхспираль. В соответствии с приведенной формулой такие сверхспирали характеризуются отрицательным знаком т. Правовинтовая тороидальная и левовинтовая самозакручивающаяся сверхспирали образуются при р < а и характеризуются положительным знаком т. [c.259]

Все известные в настоящее время ковалентно-замкнутые циклические ДНК, выделенные из природных объектов, обладают сверх-спирализацией правовинтового самозакручнвающегося типа (т<0). Сверхспирали с т > О образуются в искусственных условиях при расплетании двойной спирали в ковалентно-замкнутых ДНК (из природных источников) под действием внешних факторов (см., например, стр. 271). [c.259]

Таким образом, число и направление витков сверхспирали зависит от условий, в которых происходит замыкание ковалентного цикла (они определяют величину а), и от условий, в которых рассматривается изучаемая молекула (определяют величину р). Изучение сверхспирализации ДНК, замкнутых in vitro с помощью ДНК-лигазы 332 подтверждает это пололсение. При этом [c.259]

Эксперименты такого рода приводят к выводу, что во многих случаях плотности сверхспирали а для различных ДНК близки по величине и для ДНК вирусов папиломы митохондриальной [c.260]

Образование формы I наблюдается также при денатурации циклических ковалентно-замкнутых ДНК в присутствии формальдегида Нагревание ДНК I вируса полиомы в присутствии формальдегида приводит к образованию молекулы, седиментирующей с той же скоростью, что и ДНК И, однако не имеющей разрывов. Формальдегид, присоединяясь по денатурированным за счет нагревания участкам, препятствует их последующей спирализации при охлаждении Электронная микрофотография обработанной таким образом ДНК вируса папиломы показывает, что после обработки образуется смесь сверхспирализованных и плоских циклических ДНК, причем относительное содержание последних в смеси растет с повышением температуры обработки. Максимальное число плоских молекул образуется при 42° С при этой температуре найдено всего лишь 8% сверхспирализованных молекул. Однако при повышении температуры их число снова увеличивается. ЭтЪ означает, что процесс тепловой денатурации происходит таким же способом, как и щелочная денатурация форма I превращается в плоскую форму Г, которая затем снова образует сверхспиральную структуру, но ул<е с противоположным направлением сверхспирали. [c.271]

РИС.3.23. Сверхспирали, образованные регулярно расположенными вдоль цепи изломами. /4. Обозначения регулярно расположенных изломов. Б. Двойная спираль ДНК, содержащая изломы через каждые 10 пар оснований (к-изломы). В. Двойная спираль, содержащая изломы через каждые две пары (0-ИЗЛОМЫ). IH.Sobell et al., J.Mol.Biol., 114, 333 (1977).] [c.191]

Наше рассмотрение можно распространить на многоцепочечные спирали и на сверхспирали (спирали из спиралей). Здесь мы этого не делаем, отсылая заинтересованного читателя к более специальным источникам. Общий вид картины дифракции остается качественно похожим. На рис. 14.9, Б показана как один из примеров дифракционная картина, полученная для двойной спирали В-формы ДНК. Она имеет классическую крестообразную форму, более близкую к предсказываемой для непрерывной спирали, чем в случае а-спиральной дифракции. Отношение расстояний в обратном пространстве от начала координат до первой слоевой линии и до сильного меридионального рефлекса (с периодом 3,4 А) равняется 1 10. Это означает, что у данной спирали на виток приходится 10 остатков. [c.420]

В отсутствие лигандов сверхспирализованные молекулы обладают большей свободной энергией, чем открытые формы двойной спирали. Доказательством тому служит тот факт, что при образовании разрыва в одиночной цепи сверхспирализация спонтанно исчезает, при этом молекула переходит в релаксированное состояние. Ббльшая величина свободной энергии в этом случае является результатом уменьшения энтропии при переходе ДНК в более компактную и более упорядоченную сверхспирализованную форму, а также увеличения энтальпии из-за появления напряжений и деформаций в структуре молекулы. Так как при < = О нативная сверхспиральная молекула находится на более высоком энергетическом уровне, чем эквивалентная ей во всем остальном открытая форма ДНК, то отсюда с необходимостью следует, что при V < свободная энергия связывания всякого лиганда, способного уменьшать число сверхвитков, должна быть меньше для сверхспира- [c.400]

Вероятно, наиболее эффектным методом приготовления образцов из разработанных за последние десять лет является методика Клянншмидта, позволяющая наблюдать молекулы ДНК. Основными достоинствами метода служат отсутствие артефактов, происходящих при высушивании, и получение исключительно контрастного изображения. Эта методика в настоящее время применяется почти в каждой биохимической лаборатории, причем для овладения ею достаточно всего лишь несколько часов. Каплю раствора ДНК в 0,5—1,0 М ацетате аммония, содержащем 0,1 мг/мл цитохрома с, наносят на стеклянную пластинку таким образом, чтобы она стекала по пластинке на поверхность 0,15— 0,25 М ацетата аммония (рис. 3-14). Когда капля достигает поверхности, по поверхности начинает распространяться пленка денатурированного цитохрома с. Эта пленка содержит некоторое количество вытянутых молекул ДНК, связанных с толстым слоем <100—200 А) денатурированного цитохрома с. Если поверхности пленки денатурированного белка коснуться сеткой, то к ней прилипнет капля, содержащая часть пленки. Если сетку с прилипшей каплей погрузить в спирт, водная фаза будет удалена, а пленка плотно свяжется с пленкой-подложкой на сетке. Используемая в настоящее время методика включает предварительное позитивное контрастирование уранилацетатом белок, адсорбированный ДНК, будет окрашиваться так же, как образующая фон пленка, однако избыток белка позволяет получить хороший контраст. Контраст еще более увеличивается (или создается, если не применялось окрашивание) при напылении металла (обычно платины) под очень малым углом при одновременном вращении образца. Поскольку ДНК в образце покрыта пленкой белка, металл будет накапливаться у комплекса ДНК — белок подобно тому, как у забора наметает сугроб снега, однако это происходит со всех сторон, так как образец при напылении вращается. В результате получается исключительный контраст (рис. 3-15). Этот метод можно использовать для определения длины ДНК, а также для установления, является ли она кольцевой или же сверхспира-лизованной. В некоторых условиях (обычно при добавлении к [c.77]

ДНК-топоизошразы. Эти ферменты изменяют степень сверхспиральности и тип сверхспирали. Они не только приводят к образованию шарнира, который создает условия для непрерывного движения репликативной вилки, но и обеспечивают разделение или образование катенанов—сцепленных коль- [c.82]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология