Стэкинг оснований в двойных спиралях

Рентгеноструктурный анализ комплексов таких соединений с синтетическими двухцепочечными олигонуклеотидами показывает, что плоские ароматические кольца красителей внедряются между парами оснований двойных спиралей. Механизм внедрения предполагает проникновение молекулы красителя между парами оснований в момент возникновения локального нарушения структуры, при этом водородные связи между парами оснований сохраняются, тогда как стэкинг -взаимодействия нарушаются. [c.346]

Анализ результатов рентгеноструктурных исследований А и В форм ДНК, а также РНК подтверждает важную роль стэкинг-взаимодействий в полинуклеотидах. Перекрывание оснований в форме А ДНК и в РНК больше, чем в форме В ДНК, и, вероятно, по этой причине молекулы ДНК, имеющие в клетке конформацию, близкую к В, менее стабильны, чем люлекулы РНК (первые существуют в виде двойных спиралей в более узком интервале температур). [c.419]

При относительной влажности литиевой соли ДНК 66% обнаружена С-конфигу-рация. Такую форму ДНК принимает в концентрированных солевых растворах и в этиленгликоле. В этих условиях заметны слабые силы стэкинг-взаимодействия, а относительный вклад в стабилизацию структуры водородных связей увеличивается. Основу структуры тоже составляет правовинтовая двойная спираль с незначительным изменением ее шага, числа оснований на виток, наклона оснований и конформации основного остова молекулы. Близкую к этой форме имеют ДНК хроматина и некоторых вирусов. [c.53]

Еще одной особенностью всех двойных спиралей является стэкинг (межплоскостное взаимодействие) оснований. Хотя относительное расположение соседних пар оснований меняется, во всех случаях расстояние между плоскостями соседних пар составляет около [c.173]

Из гл. 5 известно, что мочевина увеличивает растворимость в водных растворах аминокислот с неполярными боковыми группами. Отсюда можно заключить, что она будет разрушать гидрофобные взаимодействия. Поэтому в той степени, в какой стэкинг оснований стабилизирован гидрофобными взаимодействиями, мочевина должна дестабилизировать стэкинг в одноцепочечных структурах и в двойных спиралях нуклеиновых кислот, чему имеются экспериментальные подтверждения. [c.321]

Неспаренные основания на концах комплексов предположительно участвуют в стэкинг-взаимодействии с двойной спиралью (см. рис. 23.3). [c.312]

Обратите внимание, какую цену приходится платить за использование конформационной статистической суммы параметры к, а, и 5, входящие в /Г,, являются теперь функцией состояния одиночных цепей. Мы знаем, однако, что свойства одиночных цепей слабо зависят от температуры, концентрации соли или длины цепи. Поэтому вполне оправданным является предположение, что значения этих параметров, определенные из анализа свойств двойных спиралей, почти целиком обусловлены термодинамическими свойствами пар оснований и стэкинга в двойной спирали. [c.317]

Кинетические процессы, соответствующие конформационным изменениям в нуклеиновых кислотах, характеризуются широким диапазоном времен релаксации. Образование изолированных пар оснований и стэкинга оснований происходит за время порядка наносекунд. Короткие двойные спирали могут образовываться с константой скорости около 10 М с При этом быстро образуется неустойчивый зародыш спирали, а лимитирующей стадией является, по-видимому, образование второй или третьей пары затем происходит быстрый рост спирали. Кинетика денатурации коротких спиралей оказывается очень быстрой и характеризуется высокой энергией активации. Напротив, кинетика плавления ДНК очень сложна и может быть очень медленной. Это связано с расплетанием частично денатурированной двойной спирали, которое лимитируется трением. [c.380]

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]

Одна из первых попыток оценить взаимодействия между основаниями в двухспиральной структуре была предпринята в работе Де Во и Тиноко в 1962 г.(De Voe, Tino o, 1962). Результат этой работы казался в ту пору немного неожиданным.Наибольший вклад в стабильность спирали давали не водородные связи, соединяющие комплементарные основания, благодаря которым и образуется двойная спираль, а ван-дер-ваальсовы силы, действующие в стопке между основаниями. Впоследствии во многих работах более точно оценивались стэкинг-взаимодействия (Pullman, 1968), но общий вывод о преимущественном значении этих сил оставался неизменным. Из всех работ следовал еще один существенный вывод о том, что для оценки стабильности спирали достаточно учесть взаимодействия только между ближайшими основаниями - так называемая модель ближайших соседей. Это заключение сделало реальным возможность экспериментально оценить термодинамические параметры, характеризующие стабильность спирали. [c.192]

Два основных типа взаимодействий, стабилизирующих структуру нуклеиновых кислот, связаны с образованием пар и стэкингом оснований. Возможно существование разных типов пар оснований, и некоторые из них действительно наблюдались при кристаллографическом исследовании мономеров. Для кристаллов мономерных производных аденина и урацила образование уотсон-криковских пар (как в двойной спирали ДНК) никогда не наблюдалось, но часто удавалось обнаружить другие типы пар. Для комплементарных же дннуклеотидов ApU, кристаллическая структура которых определена с атомным разрешением, характерно образование уотсон-криковской спирали. Спаривание оснований было исследовано и для растворов мономеров установлено, что А спаривается в основном с и, а G с С, хотя при образовании специфического комплекса А — U реализуется более одной схемы спаривания. Вся совокупность данных свидетельствут о том, что уотсон-криковская спираль образуется вследствие электронной комплементарности в А—U- и G—С-парах и вследствие геометрических ограничений в двойной спирали. [c.312]

Вывод о том, что гомополимеры образуют одноцепочечную спираль со стэкингом оснований, позволяют сделать результаты исследования дифракции рентгеновских лучей от волокон. Таким методом была определена структура ро1у(С) (рис. 22.5). Оказалось, что полимер представляет собой одноцепочечную спираль и что между соседними основаниями существует стэкинг-взаимодействие. Отметим, однако, что структура полимера сильно отличается от структуры одной из цепей обычной двойной спирали РНК или ДНК. Poly(Q имеет шесть оснований на виток, в то время как в двойных спиралях их 10 или 11. [c.248]