Основания по правилам Уотсона Крика

Выяснение молекулярной структуры генетического материала -ДНК - без сомнения стало одним из самых замечательных научных достижений XX в. Уотсон и Крик описали свое открытие так Мы хотим предложить структуру соли дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Эта структура обладает весьма необычными свойствами, представляющими большой биологический интерес... Она образована двумя спиральными цепочками, закрученными вокруг общей оси... Обе спирали правые, но... последовательности атомов в них взаимно противоположны... Весьма интересен способ, с помощью которого цепочки удерживаются вместе... Пуриновые и пиримидиновые основания образуют пары, при этом пуриновое основание одной цепи соединяется водородными связями с пиримидиновым основанием другой... Если одно из оснований пары - это аденин, то... вторым основанием должен [c.45]

Не меньшее значение имело и открытое Э. Чаргаффом правило спаривания больших, пуриновых, и малых, пиримидиновых, оснований. Этими данными блестяще воспользовались американский биохимик Дл. Уотсон и английский физик Ф. Крик. В 1953 г. они на основании сопоставления данных рентгеноструктурного и биохимического анализов и математических расчетов предложили свою модель макромолекулярной структуры ДНК (рис. 53). Она [c.142]

Что касается вторичной структуры, то наш И сведения относятся в большей степени к ДНК. Две макромолекулы этой кислоты образуют двойную спираль с правым направлением вращения, причем азотистые основания каждой макромолекулы направлены внутрь двойной спирали и связаны друг с другом водородными связями. Такая структура называется по имени первооткрывателей моделью Уотсона — Крика. Оба ученых совместно с Уилкинсом были удостоены за это открытие Нобелевской премии 1963 г. [c.218]

Мы уже знаем, что для установления наличия спиральных структур по рентгенограммам волокон были разработаны общие правила. Уотсон и Крик использовали рентгенографические данные Уилкинсона и Фрэнклин, а также требование спаривания оснований. На базе этих данных они строили пространственные Модели цепи молекулы. Модели собирали из отдельных металлических деталей, изображающих элементы [c.255]

Отрезки в правой части рисунка представляют длину фрагментов расщепленной исходной последовательности ДНК. Зная, какое из оснований разрушается данным реагентом, можно определить последовательность расположения нуклеотидов в направлении от меченого конца к немеченому, считывая радиоавтограф снизу вверх. Правила комплементарных взаимодействий нуклеиновых оснований по Уотсону и Крику (А—Т С—С) позволяют восстановить также и последовательность комплементарной цепи. [c.45]

Оказалось, что эти правила комплементарности азотистых оснований в нуклеиновых кислотах лежат в основе передачи генетической информации и управления синтезом белков. Авторами модели двойной спирали являются Дж. Уотсон и Ф. Крик, удостоенные за свои работы в 1962 г. Нобелевской премии. [c.539]

Крику и Уотсону (1953 г.) удалось рентгенограммой вытянутой нити ДНК подтвердить основные выводы своей гипотезы. С тех пор она нашла многочисленные подтверждения. Отсюда ясно, что в цепи ДНК число молекул гуанина должно быть равно числу молекул цитозина, и то же самое справедливо для другой комплементарной пары — аденина и тимина. Таково простое объяснение правила Чаргаффа, эмпирически установленного на основании анализа различных ДНК. Это правило констатирует, что молекулярное отношение азотистых гетероциклов в ДНК таково 1 аденин к 1 тимину 1 гуанин к 1 цитозину, а в РНК 1 аденин к 1 урацилу и 1 гуанин к 1 цитозину. [c.684]

Наблюдения Чаргаффа показали, что молекула ДНК может быть устроена много сложнее, чем предполагали до того, поскольку в соответствии с полученными им данными молекулы ДНК могли представлять собой самые различные последовательности оснований. Вскоре после работ Чаргаффа Уотсон и Крик фактически показали, что правила Чаргаффа не накладывают никаких ограничений на возможное число различных последовательностей оснований, которые могут образовывать молекулы ДНК. [c.101]

Лечебная роль такого процесса репарации не ограничивается уда-лениел4 индуцированных ультрафиолетом димеров тимина, а распространяется также на исправление большого разнообразия других потенциально летальных нарушений генома клетки. Так, например, ряд гибельных измеиепий, вызванных действием на бактериальную ДНК рентгеновских лучей (вызывающих разрывы полинуклеотидных цепей) или иприта (вызывающего химические сшивки соседних пуриновых оснований), может быть обнаружен и исправлен репарирующей системой, иссекаю-шей поврежденный участок и затем заполняющей брешь. Показано было также, что репарационным исправлениям подвержены и структурные нарушения, обусловленные наличием не подходящих друг к другу некомплементарных пар оснований в рекомбинационных или мутационных гетерозиготах-гетеродуплексах (фиг. 160). Иссекая из гюлинуклеотидной цепи одно из двух оснований, образующих неправильную пару (с точки зрения правил спаривания Уотсона — Крика), и замещая его правильным нуклеотидом при репарационной репликации, направляемой неиссечеи-ной цепью, которая при этом имеет функцию репарационной матрицы, процесс иссечения и заполнения может привести к превращению гетерозиготы в гомозиготу. Следует, однако, заметить, что вероятность исправления любого такого структурного нарушения подвержена значительным вариациям. Во-первых, эффективность ферментативной ДНК-репарирую-щей системы зависит от генетической конституции организма. Одни организмы обладают очень мощными репарирующими системами и, следовательно, очень устойчивы к воздействиям, ведущим к повреждениям их ДНК, у других репарирующие системы малоэффективны или вовсе отсутствуют. Такие организмы обречены на гибель от малейшей травмы ДНК. Во-вторых, даже у организмов с эффективной репарирующей системой вероятность исправления поврежденной ДНК сильно зависит от физиологических условий в период репарации, в частности от температуры и состава питательной среды. [c.377]

Идея о такой структурной организации нуклеиновых кислот, при которой все боковые группы расположены внутри структуры и которая может приспосабливаться к любой последовательности боковых групп, кажется парадоксальной. Ключ к пониманию этого обстоятельства дали правила Чаргаффа для содержания различных оснований, но нужно признать, что они относились только к молекуле нуклеиновой кислоты в целом, а не к отдельным цепям. Пытаясь объединить всю эту информацию, Джеймс Уотсон и Френсис Крик выдвинули идею о специфическом взаимодействии между комплементарными основаниями А с Т или и, С с С. Напомним, что в то время не было прямых данных о специфическом взаимодействии между основаниями. Кроме того, выбор именно этих, а не других возможных пар оснований был обусловлен тем, что Уотсон и Крик остановились на правильных кето-амино-таутомерных формах оснований, обнаруженных лишь незадолго до этого и не являющихся еще общепринятыми. [c.168]

Чаргафф СЬагда 1 Эрвин (р. 1905), американский биохимик. Окончил Венский университет (1926) с 1935 г.— в Колумбийском университете в Нью Йорке. Основные работы — по изуче нию химического состава и структуры нуклеиновых кислот, определил коли чественное соотношение азотистых оснований, входвщих в их состав (правило Чаргаффа). Это открытие было использовано Ф. Криком и Дж. Уотсоном При построении модели структуры ДНК. [c.298]

На рис. 3.14 схематически изображена В-форма двойной спирали ДНК в соответствии со структурой, предложенной Дж. Уотсоном и Ф. Криком. Две правые полинуклеотидные спирали переплетены так, что основания расположены внутри структуры, а фосфодиэфирный остов снаружи. Основания образуют прямой угол с осью спирали и уложены в стопку друг над другом расстояние между соседними основаниями составляет 3,4 А. На виток спирали приходится десять пар оснований, и, следовательно, шаг спирали равен 34 [c.294]

Если нуклеиновая кислота не содержит никаких других оснований, кроме А, Г, Ц и Т, и если правила Чаргаффа для нее не соблюдаются, то очевидно, что эта нуклеиновая кислота должна обладать какими-то необычными структурными особенностями (такова, например, ДНК из бактериофага фХ174, не соответствующая модели Уотсона — Крика). [c.133]

Описание последовательности нуклишовой кислоты отображает её первичную структуру. Расположение длинной линейной полинуклеотидной цепи в пространстве отражается в её вторичной структуре. Вторичные структуры ДНК и РНК различны. Согласно модели Уотсона и Крика, в молекулах ДНК полинуклеотидная цепь спирализов а в правую спираль с периодом идентичности 3,4 нм и расстоянием между плоскостями оснований 0,34 нм. Две цепи сплетены друг с другом в закрученную вокруг одной оси двойную спираль так, по на каждый виток спирали приходится 10 пар оснований диаметр спирали равен 2,0 нм. Обе цепи удерживаются друг около [c.116]

Фундаментальные исследования завершаются, как правило, установлением или доказательством новых фактов, закономерностей в соответствующей отрасли знаний Рано или поздно эти факты (закономерности) находят практическое воплощение Тем не менее, нельзя противопоставлять фундаментальные и прикладные исследования, так как на определенном этапе нередко можно видеть трансформацию их в противоположном направлении Например, на основании обобщения полученных сведений о нуклеиновых кислотах Дж Уотсон и Ф Крик смогли предложить природную модель двойной спирали ДНК и, тем самым, подвели материальный фундамент под ранее известный якобы "мифический" ген На этой основе возникли многочисленные практические разработки по молекулярной биологии гена и, в том числе, например, по мутагенезу С другой стороны, практические разработки по выделению и манипулированию с ДНК различного происхождения стали основой для постулирования общегенетических законов, присущих всему живому Вот почему и сегодня справедливы слова великого Л Пастера, сказанные по этому поводу "Нет, тысячу раз нет, не существует ни одной категории наук, которой можно было бы дать название прикладых наук Существуют науки и приложение наук, связанные между собой как плод и породившее его дерево" [c.45]

Смысл правила Чаргаффа для ДНК стал понятным после выдвижения Уотсоном и Криком своей модели структуры ДНК эквивалентно содержание тех пар оснований, которые являются комплементарными при образовании двухцепочечцого комплекса. Состав одноцепочечных ДНК, например ДНК фага ФХ174, не подчиняется правилам Чаргаффа. [c.60]

На основании рентгеноструктурного анализа и правил Чаргаффа в 1953 г. Уотсон и Крик предложили двуспиральную модель строения ДНК (вторичная структура). Молекула ДНК построена из двух анти-параллельных полинуклеотидных цепей, образующих правую спираль (описано пять вариантов А-Е и Z-фopмa — левая спираль). Обе цепи удерживаются между собой водородными связями между комплементарными парами оснований (А-Т — две водородных связи, Г-Ц — три водородных связи). Углеводно-фосфорные остовы обеих цепей обращены наружу, а основания — внутрь спирали плоскости оснований параллельны и между ними имеется гидрофобное взаимодействие (стэкинг-взаимодействие). Вдоль оси отдельной цепи на каждые 0,34 нм приходится один мононуклеотид, шаг спирали 3,4 нм, в один виток укладывается 10 нуклеотидных остатков, диаметр спирали 2 нм. Отрицательно заряженные фосфатные группы, во-первых, образуют два спиральных желобка — малый и большой во-вторых, отталкиваются и стремятся вытянуть цепь ДНК. Именно поэтому в реальной клетке ДНК связана с положительно заряженными белками (протамины и гистоны) и полиаминами (спермин, спермидин). Структура ДНК может изменяться в зависимости от ионного микроокружения в клетке. [c.292]

Пионерская работа Уилкинса и Франклин показала, что молекулы ДНК могут давать различную дифракционную картину в рентгеновских лучах в зависимости от содержания воды и солей. Модель, предложенная Уотсоном и Криком, соответствовала значениям параметров структуры, полученным на основе рентгенограммы так называемой В-формы ДНК, изображенной на рис. 4.9. Модель В-формы ДНК, представленная на рис. 4.12, характеризуется плоскопараллельным расположением пар нуклеотидных оснований внутри двойной спирали. Плоскости оснований почти перпендикулярны оси спирали и отстоят друг от друга на 3,4 А. Этой повторяющейся единице соответствуют яркие меридиональные дуги в верхней и нижней частях рентгенограммы, изображенной на рис. 4.9. Диаметр спирали почти в точности равен 20 А, а соседние пары нуклеотидных оснований повернуты друг относительно друга на 36°. В результате на один виток спирали приходится десять пар оснований. На рисунке изображена спираль с правым направлением вращения. Рентгенограмма ДНК, однако, не дает информации, достаточной для того, чтобы судить, является спираль правой или левой. При построении своей модели Уотсон и Крик выбрали направление вращения произвольно. [c.113]

Наверное, одним из самых важных открытий прошедшего столетия в биологии, за которое в 1962 г. была присуждена Нобелевская премия, можно считать установление весной 1953 г. Дж.Уотсоном и Ф.Криком структуры ДНК в виде известной сегодня, наверное, чуть ли не каждому двойной спирали. Так, молекула ДНК в наиболее типичной В-конфигурации представляет собой двойную закрученную плектонемически (т. е. требуюгцую обязательного раскручивания при ее разделении на составные части) правую спираль, образованную двумя полинуклеотидными цепями, расположенными антипараллельно в 5 3 - и 3 5 -направлениях соответственно, где цифры отражают нумерацию атомов углерода в дезоксирибозном кольце азотистых оснований ДНК, между которыми и происходит формирование фосфодиэфирных связей. Принято считать, что один полный виток такой спирали имеет размер около 34 ангстрем и в него укладывается приблизительно 10 нуклеотидов, а диаметр двух цепей ДНК при этом составляет 20 ангстрем. Пожалуй, главной из уникальных черт этой молекулы как раз и следует считать ее двуцепочечную организацию. Причем, при формировании двойной спирали действует принцип комплементарности, согласно которому аденинам одной цепи соответствуют тимины другой, а гуанинам одной - цитозины другой и наоборот. Эти соотношения известны как правила Чаргаффа, который в 1950 г. показал, что ДНК включает равные количества определенных азотистых оснований и вывел для двуцепочечной ДНК следуюш ие закономерности А = Т, 0 = С А + 0 = С + Т А + С = 0 + Т. Важность этого открытия, хотя и была оценена не сразу, тем не менее, непреходягца, поскольку все нынешние работы с ДНК, независимо, молекулярная ли это биология либо, как будет видно из дальнейшего изложения, другая, казалось бы, далекая от нее дисциплина, так или иначе построены на принципе комплементарности азотистых оснований. [c.8]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология