Нуклеиновые кислоты спектры

Спектроскопия комбинационного рассеяния находит особенно широкое применение при исследовании комплексов белков с нуклеиновыми кислотами. Спектры комбинационного рассеяния даже таких сложных объектов, как целые бактериофаги, состоят из большого числа хорошо разрешенных полос (см. рис. 8.29). Многие из этих полос удается соотнести с колебаниями пептидной группы или боковых групп белковой молекулы или же с колебаниями фосфатных групп или азотистых оснований нуклеиновых кислот, а некоторые из них оказываются чувствительными к конформации. [c.121]

Как отмечено в разд. 3.5, сведения об относительном содержании нуклеиновой кислоты и белка в составе вирусных частиц необходимы для того, чтобы непрямым методом рассчитывать их парциальный удельный объем. Использование для определения доли нуклеиновой кислоты спектров поглощения в ультрафиолете или плавучей плотности может приводить к неправильным результатам. Существует четыре метода определения содержания РНК, из них три прямых и один непрямой. Методы, описанные в разд. 4.3.1, 4.3.2 и 4.3.4, можно использовать и для определения содержания ДНК. [c.37]

Свет и особенно его коротковолновая область оказывают большое влияние на развитие микроорганизмов. Действие лучистой энергии на микроорганизмы зависит от дозы и их физиолого-биохимического состояния. Полагают [33], что воздействие связано в первую очередь с изменением структуры ДНК. Во многих случаях спектр действия ультрафиолетовых лучей соответствует спектру поглощения их нуклеиновыми кислотами. Обнаружено, что при денатурации ДНК, облученной высокими дозами ультрафиолетового света (10-2 возникают разрывы между нуклеотидами, а также образуются поперечные сшивки между комплементарными нитями молекулы ДНК. [c.189]

Измерение спектров дисперсии оптического вращения (ДОВ) и кругового дихроизма (КД) получило широкое распространение как метод конформационного анализа оптически активных соединений. Особенно методы ДОВ и КД используются в органической химии, биохимии, энзимологии и молекулярной биологии. Данными методами исследуются белки, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, стероиды, углеводы и полисахариды, вирусы, митохондрии, рибосомы, фармакологические средства, синтетические полимеры, координационные соединения, неорганические и редкоземельные комплексы, кристаллы, суопензии и пленки и т. п. и решаются следующие задачи 1) определение по эмпирическим пра вилам конформации и ее изменений под действием различных физико-химических воздействий 2) изучение механизма и кинетики химических реакций (особенно ферментативных) 3) получение стереохимических характеристик 4) измерение концентраций оптически активных веществ 5) определение спиральности макромолекул 6) получение электронных характеристик молекул 7) исследование влияния низких температур на конформацию соединений 8) влияние фазовых переходов типа твердое тело — жидкость — газ на изменение структуры. [c.32]

Межмолекулярные связи, как правило, слабее обычных химических связей, но могут существенно влиять на скорость реакции. Огромную роль играют, наиример, водородные связи в процессах с участием биологически важных объектов эти связи определяют многие специфические свойства белков, нуклеиновых кислот. Непрочность некоторых межмолекулярных связей приводит к тому, что соответствующие им колебания могут наблюдаться только в дальней ИК-области спектра, что требует применения специальных приборов для исследований в этой области. [c.219]

С помощью рентгеновских спектров было установлено, что дезокси-нуклеиновые кислоты, ио-видимому, представляют собой двойные молекулы , состоящие из двух цепей, одна из которых винтообразно обвивает другую. Основания, входящие в состав одной цепи, связываются водородной связью с основаниями другой (например, гуанин с цитозином, аденин с тиминам). Дезоксинуклеиновые кислоты, вероятно, составляют основу или существенную часть генов. Они всегда содержатся в хромосомах, но отсутствуют в других частях клеток. [c.1049]

Наиболее широко МКД используется для исследования неорганических и комплексных соединений, включающих основания нуклеиновых кислот и полинуклеотиды. Так, в электронном спектре металлопорфиринов, имеющих симметрию 04н, наблюдаются две полосы (рис. Х1У.8). Оба возбужденных состояния дважды вырождены. Из кривой МКД видно, что коэффициент А первого перехода во много раз больше второго. Для различных металлов это соотношение составляет в среднем 9 1. Значение В коэффициента существенно зависит от заместителей в кольцах. МКД очень чувствителен к степени окисления железосодержащих порфиринов. [c.260]

Дж/моль — энергия разрыва связи С]—С1), что соответствует видимой области света. Действительно, разложение СЬ на атомы С1 может происходить под действием видимого света. Уксусный альдегид и ацетон поглощают только в ультрафиолетовой области спектра и поэтому устойчивы к действию видимого света. Заметим, что бесцветны все белки и нуклеиновые кислоты ( если вещество белковой природы окрашено, как, например, гемоглобин, то это обусловлено поглощением света не белком, а связанным с ним низкомолекулярным соединением, в данном случае гемом). Поэтому эти важнейшие биологические полимеры устойчивы к видимому свету, и фотохимические реакции с их участием начинаются [c.368]

При съемке кристаллов белков, нуклеиновых кислот и других объектов с очень большими параметрами решетки, когда общее число отражений достигает нескольких десятков или сотен тысяч, а также при съемке кристаллов, нестабильных во времени или разлагающихся под действием рентгеновского излучения, возникает необходимость ускорения рентгеновского эксперимента. Один из естественных методов ускорения — повышение мощности рентгеновских трубок, в частности, использование трубки с вращающимся анодом или переход к другим источникам мощного у-излучения. Так, все шире используется синхротронное излучение, т. е. у-излуче-ние, возникающее при ускорении (устойчивом круговом движении) электронных пучков в синхротронах. Синхротронное излучение содержит у-кванты разной энергии и, следовательно, является аналогом белого спектра рентгеновской трубки. Но даже при монохроматизации посредством отражения от кристалла-монохроматора, связанной с ослаблением интенсивности на один порядок, интенсивность синхротронного излучения остается выше интенсивности характеристического излучения обычной рентгеновской трубки примерно на два порядка. [c.79]

Методы количественного определения нуклеиновых кислот, основанные на спектрофотометрии в ультрафиолетовой области спектра, отличаются высокой чувствительностью и простотой проведения анализа. Необходимым этапом различных методов спектрофотометрического определения нуклеиновых кислот является их экстракция из биологического материала, сопряженная с ги"рол зом полинуклеотидов. В связи с этим следует иметь в виду, что из исследуемого материала предварительно необходимо удалить свободные нуклеотиды. [c.162]

В основе модификации спектрофотометрического метода определения суммарного содержания нуклеиновых кислот, разработанной А. С. Спириным, лежит экстракция их из биологического материала горячей хлорной кислотой с последующим определением поглощения экстрактов в ультрафиолетовой области спектра при 270 и 290 нм. Автор предложил также формулу для расчета содержания нуклеиновых кислот. [c.162]

Изучены ИК спектры нуклеиновых кислот — ДНК и РНК и их составных компонентов — пиримидиновых и пуриновых оснований и установлены спектрально-структурные корреляции. [c.95]

Установление химического типа белков (и только белков ) является для чисто химических методов принципиально неразрешимой задачей, так как белки не являются классическими объектами органической химии. Они обладают практически неограниченной химической потенцией, и их исключительность состоит не в особой склонности к тем или иным, вполне определенным и характерным только для них химическим реакциям, а, напротив, в их универсальности. Химическое поведение белков характеризуется необозримо широким спектром действия, несопоставимым по своему функциональному многообразию с действиями любого другого класса молекул живой и неживой природы или соединений, синтезированных человеком. Именно благодаря универсальным биохимическим свойствам белков назначение генетического аппарата любого живого организма сведено только к их синтезу. В органической химии аналитические методы основаны на эмпирическом тестировании реакций, на выявлении тех химических особенностей, которые присущи лишь данному типу молекул или атомных групп. Со времени Бутлерова считалось незыблемым, что такому условию удовлетворяют все синтезируемые соединения. Не явились исключением здесь и жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты. Поэтому определение типов их молекулярного строения на чисто химической основе не встретило непреодолимых осложнений. Подчеркнем, что сказанное относится ко всем природным и синтетическим полимерам, в том числе и к ближайшим искусственным аналогам белков -полиаминокислотам. Таким образом, предпринятые после Фишера попытки решить с помощью органической химии структурную задачу белков не достигли и не могли достичь цели. История химии белка данного периода скорее свидетельствует об обратном - имевшее место увеличение количества химических данных о белках сопровождалось ростом неопределенности в понимании их химического строения. Изучение на такой основе белков не приближало, а, напротив, уводило в сторону от решения этой типичной по своей постановке для синтетической органической химии задачи. [c.65]

Обзорные работы, посвященные спектроскопической технике, включают такие методы, как ИК- [Ю, 12— 4], Раман- [10, 13, 14], УФ-спектроскопию [8, 10, 12—14, 37], дисперсию оптического вращения [10, 12, 14], круговой дихроизм [10, 13, 36, 37], ЯМР [12, 14, 36, 37], ядерный квадрупольный резонанс [14] и ЭПР [13]. Исследования других электронных свойств нуклеозидов, таких как распределение зарядов и константы ионизации [12], также рассмотрены в обзорах. Помимо методов УФ- и ЯМР-спектроскопии наиболее широко используемым методом идентификации нуклеозидов является масс-спектрометрия. Техника исследования обобщена в [10, 12, зе, 39], некоторые более поздние усовершенствования, особенно удобные для получения спектров малых количеств нелетучих лабильных веществ, описаны в [34, 40]. Изучены также термодинамические свойства нуклеозидов, что может быть полезно для понимания -взаимодействия компонентов нуклеиновых кислот друг с другом [14]. [c.76]

Особенно интересны и показательны изменения интенсивности полос, вызываемые экситонными эффектами. Резонансное взаимодействие приводит к перераспределению интенсивностей спектральных полос. В случае двух коллинеарных дипольных моментов перехода полоса с меньшей частотой (большей длиной волны) увеличивает свою интенсивность за счет интенсивности коротковолновой полосы. Возникает гиперхромизм длинноволновой полосы. Напротив, в случае параллельных дипольных моментов понижается интенсивность длинноволновой полосы и увеличивается интенсивность коротковолновой. Возникает гипохромизм длинноволновой полосы. Именно этот эффект наблюдается в спектрах а-спиральных полипептидов н белков, а также нативных нуклеиновых кислот. Если дипольные моменты перпендикулярны друг другу, то перераспределения интенсивности нет. [c.287]

Очевидно, что исчезновение гипохромизма при переходе спираль — клубок, при денатурации, может дать количественную меру а-спиральности белка. Ввиду трудностей, с которыми сопряжены спектрофотометрические измерения в дальней ультрафиолетовой области вблизи 2000 А, этот метод в применении к белкам малоупотребителен. Напротив, он весьма прост и эффективен в случае нуклеиновых кислот при определениях степени спаривания цепей. Длинноволновые электронные полосы поглощения нуклеиновых кислот лежат вблизи 2600 А. Эти полосы, обусловливаемые лл -переходами, характеризуются дипольными моментами, лежащими в плоскостях азотистых оснований. В табл. 5.3 приведены характеристики полос поглощения в спектрах азотистых оснований 71]. [c.288]

ИК-спектры нуклеиновых кислот [c.334]

Применение метода ЯМР к исследованию нуклеиновых кислот обладает рядом особенностей по сравнению с исследованием протеинов. Так как основу нуклеотидов составляют ароматические системы, то имеет место достаточно сильная зависимость химических сдвигов от конформации молекул, что приводит к значительному усложнению спектров ЯМР. Основным фрагментом в последовательности нуклеиновых кислот является фосфатный остаток, так что ЯМР Р наряду с ЯМР Н может быть использован в качестве [c.150]

Интерес к таким радикалам обусловлен, во-первых, тем обстоятельством, что фосфорорганические соединения обладают широким спектром биологической активности (противоопухолевой, антихолинэстеразной, холинолитической и т. д.). Во-вторых, модификация фосфорорганических соединений нитроксильными радикалами может привести к радикалам, которые могут использоваться в качестве спиновых меток для изучения ферментов и нуклеиновых кислот [6—8] или как лекарственные вещества [9—161. Большинство этих радикалов представляет собой эфиры иЛи амиды кислот трех- и пятивалентного фосфора [2, 4,14]. Однако собственно фосфорорганическим радикалам, в частности с атомом фосфора при гетероцикле нитроксила, посвящено очень мало работ [17—19]. [c.93]

Ультрафиолетовые спектры поглощения белков в области между 2500 и 3000 А еще более просты . Поглощение в этой области почти полностью обусловлено индольными боковыми цепями триптофана и фенольными боковыми группами тирозина. Фенильные боковые группы фенилаланина тоже поглощают излучение в этой области, но их молярное поглощение намного меньше. Спектры белков гораздо ближе к спектрам, полученным при суммировании спектров боковых цепей, входящих в состав белка, чем в случае нуклеиновых кислот. Спектр белка обычно слегка смещен (приблизительно на 30 А) в сторону больших длин волн, но отдельные различия так малы, что поглощение в области соответствующих длин волн может быть использовано при анализе числа боковых цепей триптофана и тирозина . Относительно малая разница между спектрами белков и спектрами входящих в них боковых цепей, вероятно, означает, что боковые цепи неупорядочены. Это согласуется с выводами, сделанными ранее на основании рентгенографических данных. Небольшие различия в спектрах, которые нередко наблюдаются, могут просто отражать различие в окружении [c.112]

Рассмотрим количественный анализ смесей нуклеозидов, входящих в состав нуклеиновых кислот растворы аденозина (А), цитидина (Ц), гуанозина (Г) и тимиди-на (Т) их смесей. Предварительно получают спектры поглощения каждого из этих компонентов при различных значениях pH. Это позволяет определять положение изобестических точек (длины волн). Коэффициенты поглощения двух форм различной степени ионизации одного и того же соединения в изобестических точках равны между собой. Измерения разности поглощения при длинах волн, совпадающих с изобес-тпческими точками для форм одного из компонентов, упрощают обработку экспериментальных данных. Действительно, пусть имеется смесь из двух компонентов АН и ВН с константами ионизации p/ i и рКъ где Я] и Яг —длины волн изобестических точек для соединения ВН, т. е. e (A,i) = eB-( i) и e ( 2) =e 2). Измеряя [c.280]

Ультрафиолетовые спектры белков отличаются сильным поглощением, характеристическим для ароматических фрагментов аминокислот, входящих в их состав фенилаланин, тирозин, триптофан. Эти спектры поглощения используют для аналитического определения остатков указанных аминокислот. Резкий максимум поглощения, характерный для нуклеиновых кислот и нуклеопро-теидов, позволяет определить их содержание в отдельных клетках. [c.361]

Большинство аминокислот практически не поглощает свет в доступной для регистрации области, так что их приходится окра-тпвать нпнгидрином. Этот метод окраски будет подробно рассмотрен в приложении 2, посвященном аминокислотным анализаторам. Пептиды и белки поглощают свет в области 206—215 нм за счет пептидной связи и в широкой области спектра с максимумом вбли- и1 280 нм за счет присутствия в них ароматических аминокислот. Азотистые основания и нуклеиновые кислоты хорошо поглощают вблизи 260 нм. Поэтому не удивительно, что основной метод детектирования в хроматографии белков и нуклеиновых кислот — это регистрация поглощения света в ультрафиолетовой области спектра. Соответствующие приборы мы будем для краткости именовать УФ-детекторами. [c.82]

Оксиапатпт сорбирует довольно широкий спектр биополимеров, куда входят кислые и щелочные бедки, нативные двунитевые ДНК, денатурированные однонитевые ДНК и РНК. Незаряженные макромолекулы, например полисахариды, не сорбируются, так же как аминокислоты, короткие пептиды и нуклеотиды. Нуклеиновые кислоты сорбируются прочнее, чем белки, двунитевые ДНК — прочнее, чем однонитевые. Сорбции нуклеиновых кислот и кислых белков [c.225]

Методы количественного определения нуклеиновых кислот основаны на определении содержания составляющих их компонентов азотистых оснований (как правило, спектрофотометрически благодаря поглощению в ультрафиолетовой области спектра) пентоз (с помощью химических реакций, позволяющих отдельно определять рибозу и дез-оксирибозу) и фосфора нуклеиновых кислот. [c.161]

Нередко связывание симметричного хромофора с молекулой белка или нуклеиновой кислоты приводит к появлению КД у этого хромофора. Например, связанный ферментом пири-доксальфосфат или пиридоксаминфос-фат (рис. 8-8) имеет положительную полосу в спектре КД, тогда как полоса хиноноидного промежуточного соединения с тах = 20 400 см (490 нм) характеризуется отрицательным КД. Это замечательное явление наводит на мысль, что спектр КД хромофора содержит определенную информацию о его окружении, однако никакой простой интерпретации здесь пока найти не удается. [c.26]

Рамановская спектроскопия все более интенсивно применяется для анализа биологических систем благодаря возможности изучения малых объемов и водных растворов. Конформационные изменения белков, нуклеиновых кислот и пептидов в липидах и мембранах можно легко отследить in situ (т. е. в естественном состоянии), поскольку вода почти неактивна в КР-спектре. Многие биологические образцы флуоресцируют, поэтому для получения КР-спектров следует применять КР-спектрометры с фурье-преобразованием (почему ). [c.197]

Ультрафиолетовые спектры поглощения определяются возбуждением электронных уровней атомов и молекул и обладают максимумами, положение которых характерно для определенных атомных группировок, сопряженных двойных связей и др. В белках ультрафиолетовые спектры поглощения в основном определяются ароматическими аминокислотами—-фенилаланином 260 >/а), тирозином и триптофаном 280 причем спектры поглощения могут быть даже использованы для аналитического определения этих аминокислот. Нуклеиновые кислоты и нуклеопротеиды обладают настолько резким максимумом поглощения при 260—265 м]х, что при помощи фотографирования в ультрафиолетовом микроскопе легко определить их содержание в отдельных клетках (Врумберг). Зависи-кюсть ультрафиолетовых спектров поглощения от pH, состава среды, от образования комплексов с другими соединениями позволяет исследовать изменения состояния растворенных веществ так, по смещению максимума поглощения с 280 до 260—265 м было обнаружено образование комплекса между белками и гюлисахаридами (Розенфельд). Линейные полимеры обычно не имеют интенсивных полос поглощеття в видимой и ближней ультрафиолетовой областях спектра. [c.61]

На примере систем 3,4—бензпирен — урацил, 3,4 —бензпирен— ДНК, на основании наблюдаемого изменения соотношения интенсивностей полос поглощения, соответствующих неплоским деформационным колебаниям ароматических С-Н-связей канцерогена, и появления новой полосы при 860см , сделан вывод о химическом взаимодействии в системах канцероген — нуклеиновая кислота. В ИК-спектрах препаратов нуклеиновых кислот (и-РНК, р-РНК, т-РНК), выделенных из нормальных и раковых клеток, обнаружены отличия, однако специфичность их пока не подтверждена, а воспроизводимость не достигнута. Главная причина невоспроизводимости спектроскопических данных состоит в биохимической части — невоспроизводимости препаратов ДНК и РНК для спектрального исследования. [c.95]

Под действием у-излучения в опытах in vitro происходит денатурация ДНК и РНК, разрушение вторичной структуры нуклеиновых кислот, что в ИК-спектрах выражается в ухудшении разрешения отдельных полос поглощения, изменении относительных интенсивностей, соответствующих v( =0), v,(NH2), v iNHz), 5(NH2), v( = ). Снижение интенсивностей указанных полос поглощения свидетельствует о дезаминировании азотистых оснований ДНК и РНК и насыщении двойных связей пиримидинов. [c.96]

Для эмбриональной мышечной ткани характерно высокое содержание нуклеопротеинов, а также РНК и ДНК. По мере развития эмбриона количество нуклеопротеинов и нуклеиновых кислот в мышечной ткани быстро уменьшается. Высокоэнергетических соединений (АТФ и креатинфосфат) в функционально незрелой мышце значительно меньше, чем в мышцах зрелых особей. Имидазолсодержащие дипептиды (ансерин и карнозин) появляются в мышечной ткани в строго определенный период онтогенеза. Время появления этих дипептидов тесно связано с мышечной функцией и совпадает с формированием рефлекторной дуги, обеспечивающей возможность двигательного рефлекса, появлением Са -чувстви-тельности актомиозина и началом работы ионных насосов. Имеются также характерные особенности в ферментных и изоферментных спектрах эмбриональной мышечной ткани. Так, установлено, что в ходе онтогенеза изменяется изоферментный спектр ЛДГ. В экстрактах из скелетных мышц [c.653]

Для биофизики важен метод седиментации в градиенте плотности. В концентрированном растворе низкомолекулярного но-щества (в СзС1, в сахарозе и т. д.) при ультрацентрифугироиа-нии устанавливается градиент концентрации, т. е. градиент плотности растворителя макромолекул фо/йх. В таком растворе мак[)о-молекулы будут располагаться в той части кюветы, в которой 5 = 0, т. е. согласно (3.66), Умро = 1 или ро = рм- Иными словами, макромолекулы локализуются в той области кюветы, где плотность концентрированного раствора совпадает с плотностью макромолекул (р измеряется непосредственно). Гетерогенная смесь макромолекул разделяется и наблюдается спектр плотностей. Этот метод с большой эффективностью применяется при изучении нуклеиновых кислот. [c.82]

Электронные переходы полипептидных и нолинуклеотидных цепей и, тем самым, белков и нуклеиновых кислот расположены в ультрафиолетовой области спектра. Полосы поглощения пептидной связи —СО—NH— лежат в области 185—240 им, здесь же и в более коротковолновой области расположены полосы алифатических боковых цепей аминокислотных остатков. Ароматические остатки Трп, Фен, Тир имеют полосы поглощения в области 280 нм. Азотистые основания в нуклеиновых кислотах поглощают свет в области 260 нм. Таким образом, белки и нуклеиновые кислоты бесцветны, они не поглощают видимый свет. [c.140]

Спехтрофотомгтричесхие методы применимы в тех случаях, когда детектируемые вещества обладают характерным спектром поглощения в видимой или ультрафиолетовой области. В табл. 7.2 приведшы характерные максимумы поглощения для компонентов нуклеиновых кислот (максимальные поглощения для компонентов ДНК и РНК близки), для аминокислот, поглощающих в Сидней УФ-области спектра, и некоторых упоминавшихся в тексте низкомолекулярных соединений. Приведенные значения молярных экстинкций для аминокислот и нуклеотидов дают представление о порядке величин молярных экстинкций биополимеров, поскольку эти значения варьируют в составе биополимеров в не очень широких пределах. При применении спектрофотом ического метода Дйи детекции биополимеров по ходу фракционирования следует иметь в виду, что в используемых водных растворах практически всегда присутствуют различные низкомолекулярные соединения, в первую очередь вспомогательные электролиты, вводимые для создания н жных значений pH и ионной силы. Эти соединения должны быть прозрачны в области поглощения, используемой для деггасции выделяемых биополимеров, тем более что концентрация вспомогательных веществ нередко на несколько порядков превышает концентрацию биополимеров. [c.248]