Нуклеиновые кислоты поглощение в ультрафиолетовой области

Ультрафиолетовые лучи и ионизирующее излучение. УФ-свет, рентгеновские лучи и другие виды ионизирующего излучения оказывают на микроорганизмы как подавляющее жизнедеятельность (летальное), так и мутагенное воздействие. Их специфическое действие еще мало изучено. Исходя из совпадения кривой поглощения нуклеиновых кислот и кривой подавления жизнедеятельности клеток при облучении в зависимости от длины волны, а также частоты мутаций в популяции, можно сделать вывод о том, что УФ-лучи действуют в основном на нуклеиновые кислоты. Наиболее эффективны лучи ближней УФ-области с длиной волны около 260 нм (рис. 15.5). Побочные повреждения при этом незначительны. Поражаются главным образом пиримидиновые основания. Например, два соседних тиминовых основания в ДНК могут оказаться ковалентно связанными. Наличие таких димеров тимина служит затем источником ошибок при репликации (рис. 15.6). [c.445]

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]

Гипохромизм важен не только сам по себе, как чрезвычайно интересное оптическое явление, но главным образом как феномен, дающий нам в руки простой и удобный метод, который можно использовать в химии нуклеиновых кислот для качественной и количественной оценки процессов ориентации — дезориентации (таких, как денатурация, ренатурация, обратимое образование гомополимерных комплексов или образование гибридных спиралей ДНК — РНК), а также для установления генетической связи между ДНК из различных организмов или из различных клеток одного и того же организма. Все, что требуется для проведения такой оценки,— это спектрофотометр или какой-нибудь другой прибор, с помощью которого можно измерять поглощение света в области 260 ммк. Первый максимум поглощения у всех исследованных видов ДНК располагается в интервале 256—265 ммк вблизи 230 ммк находится минимум, а второй максимум поглощения лежит в далекой ультрафиолетовой области, при 195 ммк. Для обычных двухцепочечных ДНК коэффициент поглощения в расчете на 1 моль фосфора колеблется в пределах 6100—6900, что составляет 18,0—19,0 на 1 мг ДНК (для РНК соответствующая величина близка к 23). [c.144]

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 /--макс— 260 м х), тирозином и триптофаном 280 жр-), причем спектры поглощения могут быть даже использованы для аналитического определения этих аминокислот. Нуклеиновые кислоты и нуклеопротеиды обладают настолько резким максимумом поглощения при 260—265 лр., что при помощи фотографирования в ультрафиолетовом микроскопе легко определить их содержание в отдельных клетках (Брумберг). Зависимость ультрафиолетовых спектров поглощения от pH, сос- тава среды, от образования комплексов с другими соединениями позволяет исследовать изменения состояния растворенных веществ так, по смещению максимума поглощения с 280 до 260—265 м а было обнаружено образование комплекса между белками и полисахаридами (Розенфельд). Линейные полимеры обычно не имеют интенсивных полос поглощения в видимой и ближней ультрафиолетовой областях спектра. [c.61]

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]

Гипохромизм. Качественно охарактеризовать способность нуклеиновой кислоты поглощать свет можно исходя из спектров поглощения входящих в нее нуклеотидов. Важное значение, однако, имеет тот факт, что истинное поглощение нуклеиновой кислоты в ультрафиолетовой области спектра всегда меньше, чем можно было бы ожидать на основе простого суммирования поглощения отдельных нуклеотидных хромофоров. Это явление носит название гипохромизма. Ниже указаны некоторые общие оптические свойства нуклеиновых кислот. [c.144]

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]

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]

И ближнюю инфракрасную область. Этот участок в увеличенном масштабе изображен на рис. 13-1 (вторая линия сверху). Свет, достигаю-ш,ий поверхности Земли, занимает узкий интервал от 320 до 1100 нм. Глаз человека способен воспринимать свет в еще более узком интервале 380—760 нм, включающем все цвета радуги. Максимум поглощения ароматических колец белков и нуклеиновых кислот равен соответственно 280 и 260 нм. Хотя свет с такими длинами волн в основном поглощается озонным слоем стратосферы, сквозь атмосферу проходит достаточное количество ультрафиолетовых лучей, чтобы вызвать многочисленные мутации и солнечные ожоги. [c.6]

Растворы нуклеиновых кислот бесцветны, они не имеют полос поглощения в видимой части спектра, однако в ультрафиолетовой области они имеют характерный максимум поглощения в области 2600 А. В этой же части спектра находится область 2800 А, ультрафиолетовый свет которой поглощается также белками (их циклическими аминокислотами— тирозином и триптофаном). Изучение поглощения в ультрафиолетовой части спектра проводится с помощью спектрофотометра или фотоэлектроколориметра ФЭК-Н, снабженного ультрафиолетовым осветителем. [c.72]

Азотистые основания поглощают свет в ультрафиолетовой области спектра с максимумом около 260 нм. Поглощение в ультрафиолетовой области используется для количественного определения нуклеиновых кислот. [c.173]

Детектор по поглощению в ультрафиолетовой области. Чувствительность детектора 10 —Ю °. моль ио нуклеиновым кислотам. Шкала имеет три области О—100%), 70—100%, 90—100%. [c.357]

Чистые нуклеиновые кис,лоты содержат около 15% ааота и 10% фосфора. В их состав входят гетероциклические основания, которые обусловливают сильное поглощение в ультрафиолетовой области спектра с максимумом вблизи 260 ммк (см. ниже). На 1 г-атом фосфора в нуклеиновой кислоте приходится 1 моль сахара в рибонуклеиновой кислоте (РНК) это D-рибоза, а в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК) — 2-дезокси-В-рибоза. Сахара можно идентифицировать и их содержание определить количественно [c.121]

Максимум поглощения ДНК в ультрафиолетовой области лежит около 260 ммк, т. е. в области, где поглощают основания нуклеиновых кислот. Но наблюдаемое поглощение нативной ДНК приблизительно на 40% меньше, чем рассчитанное поглощение суммы составляющих ее нуклеотидов. Этот так называемый гипохромный эффект является следствием индуцированного светом диполь-дипольного взаимодействия между параллельно расположенными хромофорами. Гипохромный эффект наблюдается даже в случае небольшого числа пар оснований, если только они соответствующим образом ориентированы. [c.318]

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]

В связи с обсуждавшимися в этом разделе экспериментами следовало бы отметить, что нуклеиновые кислоты имеют область интенсивного поглощения в ультрафиолетовом свете, так что для анализа равновесного распределения в седиментационной ячейке обычно используют метод поглощения света, который позволяет непосредственно определять их концентрацию. [c.315]

В Присутствии примесей, поглощающих в ультрафиолетовой области при 260—280 нм, например компонентов нуклеиновых кислот, определение белков по поглощению при 220 нм идентично колориметрическому методу Лоури. Показано, что при этом можно работать в растворах хлористого натрия, какоди-лата, бората, фосфата натрия и калия, сульфата аммония (при концентрации выше 0,1 М), тогда как концентрация гидроокиси натрия, ацетатов, глицина, трис-буфера не должна превышать [c.458]

В основе спектрофотометрического метода определения суммарного содержания нуклеиновых кислот, разработанного 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. [c.323]

Жирные кислоты, входящие в состав фосфолипидов, могут быть как насыщенными, так и ненасыщенными (содержащими С = С-связи) жирные кислоты с двумя сопряженными двойными связями называются диеновыми, с тремя — триеновыми, с многими — полиеновыми. Обычно липиды поглощают свет в более коротковолновой области ( 1<240 нм), чем белки или нуклеиновые кислоты. Максимум поглощения ненасыщенных жирных кислот располагается в области 200 нм. Под действием ультрафиолетового света липиды окисляются, причем существует прямая корреляция между степенью их окисляемости и степенью ненасыщенности жирных кислот. [c.272]

Кроме того, следует считаться с возможностью смещения обеих нуклеиновых кислот, особенно при определении их содержания в ядре. И наконец, поглощение света белками в ультрафиолетовой области также может послужить источником ошибки, особенно при их высоком содержании. Поглощение ультрафиолетового света жирами и углеводами в большинстве тканей не играет никакой роли. [c.312]

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]

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]

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]

Фотохимическая реакция в каждом данном биологическом соединении проходит под воздействием ультрафиолетовых лучей определенной длины волны. Так, ультрафиолетовые лучи с длиной волны 275. .. 280 нм поглощаются преимущественно белками ультрафиолетовые лучи области 250. .. 260 нм - нуклеиновыми кислотами и нуклеопротеидами лучи с длиной волны 297 нм поглощаются 7-8-дегидрохолестерином (провитамином з) и т.п. Под влиянием поглощенной энергии ультрафиолетовых лучей в организме животных образуются биологически активные продукты - ацетилхолин, гистамин, гистаминоподобные вещества. Кроме того, ультрафиолетовые лучи способствуют денатурации белка и нуклео-протеидов, т.е. изменяют физико-химичес-кое состояние протоплазмы клеток. [c.731]

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]

После того как РНК и ДНК разделены нри помощи метода Шмидта—Таннгаузера или метода Огура — Розен, количество пуринов и пиримидинов, а следовательно, и количество нуклеиновых кислот в каждой фракции легко определить при помощи кварцевого спектрофотометра, измеряя поглощение в ультрафиолете [21, 38, 39]. При этом следует соблюдать некоторые меры предосторожности [41]. При проведении подобного рода измерений для экстрагирования и осаждения рекомендуется использовать хлорную кислоту, поскольку у нее поглощение в ультрафиолетовой области менее выражено, чем у трихлоруксусной кислоты (последняя характеризуется значительным поглощением в области 260 ммк). [c.104]

Фотохимия изучает процессы, происходящие в молекулах при поглощении ими света. Нуклеиновые кислоты обладают интенсивным поглощением в ультрафиолетовой области спектра, что обусловлено ароматической природой входящих в их состав пуриновых и пиримидиновых гетерощ1клических оснований. Предметом фотохимии нуклеиновых кислот являются изменения, происходящие в молекулах нуклеиновых кислот или их компонентов при облучении ультрафиолетовым светом. [c.615]

Для определения положения нуклеиновых кислот, продуктов их распада и их производных на хроматограмме, как показали Маркман и Смит (Магкшапп, 8т11Ь, 1949), можно использовать ультрафиолетовые лучи. Большинство веществ этого класса характеризуется интенсивным поглощением ультрафиолетовых лучей в области 2650 А. Поэтому, если бумажную хроматограмму положить на фотопластинку, то при облучении хроматограммы ультрафиолетовым светом с длиной волны 2650А на фотопластинке получатся после проявления отпечатки, указывающие положение на хроматограмме, разделенных веществ. Участки бумаги, содержащие разделенные вещества, затем вырезают. Вещество из них экстрагируют и подвергают дальнейшему исследованию. [c.169]

Для быстрых предварительных и сравнительных оценок может быть полезным определение белка по поглощению ультрафиолетового света при Я = 280 ммк, обусловленному входящими в его состав ароматическими аминокислотами. Чувствительность его довольно велика — около 0,2 мг/мл. Однако в присутствии нуклеиновых кислот результаты существенно искажаются. Частично С1 орректировать эти искажения можно, определяя поглощение не только при 280 но и при 260 ммк — в области максимального поглощения света нуклеиновыми кислотами. Существуют специальные таблицы и формулы, позволяющие по этим данным оценить соотношения содержания белка и нуклеиновых кислот. Однако для точных количественных определений малоизученных белков этот метод не может быть рекомендован. [c.34]

Хотя рибонуклеиновые кислоты, несомненно, состоят главным образом из нуклеотидов — производных аденина, гуанина, цитозина и урацила, полная расшифровка состава таких полимеров сопряжена с рядом трудностей. Возможное присутствие очень малых количеств ненуклеотидных компонентов до недавнего времени игнорировалось в значительной степени из-за удобства применения количественных расчетов по поглощению в ультрафиолетовой области. Кроме того, выбор между артефактом и подлинным компонентом не всегда легко сделать устойчивость или неустойчивость комбинации не является критерием ковалентного или нековалентного характера связывания с такими высокомолекулярными полиэлектролитами, как нуклеиновые кислоты. Теперь известно, что в некоторых рибонуклеиновых кислотах концевой аденозиновый остаток этерифицирован по 2 - или З -гидроксильной группе одной молекулой аминокислоты. (Аналогия с ацетильными производными аденозина позволяет предположить, что такие аминокислотные производные являются исключительно З -эфирами). Неоднократно отмечалось существование пептидных производных нуклеиновых кислот, и нельзя полностью пренебрегать возможностью присутствия в рибонуклеопротеидах некоторых относительно нестойких ковалентных связей между белком и нуклеиновой кислотой. Проблема минорных ненуклеотидных компонентов рибонуклеиновых кислот до некоторой степени дискуссионна и может быть разрешена соответствующим точным анализом нуклеиновой кислоты. [c.408]

При решении подобных специальных задач метод поглощения света оказывается весьма полезным, а в некоторых случаях практически единственно возможным. К сожалению, метод приложим лишь к растворителям со слабым поглощением и тем полимерам, у которых есть хромоформные группы, достаточно сильно поглощающие в видимой или ультрафиолетовой частях спектра. К числу последних принадлежат важнейшие биополимеры, белки и нуклеиновые кислоты, имеющие интенсивную полосу поглощения в ультрафиолетовой области, концентрации которых надежным образом удается измерять этим методом до 0,001%. [c.379]

Пуриновые и пиримидиновые основания интенсивно поглош,ают свет в УФ-области спектра благодаря наличию тг-электронного сопряжения. Максимум поглощения лежит около 260 нм (для сравнения у белков — около 280 нм). Положение максимума поглощения зависит от химического строения гетероцикла, т. е. от природы заместителей в гетероциклическом ядре. Важно отметить, что максимум поглощения незначительно зависит от структуры углеводного остатка, поэтому спектроскопические свойства азотистых оснований с успехом используются для количественного определения нуклеиновых кислот в растворах и биосредах, для ультрафиолетовой микроскопии живых тканей и для выявления мутагенных эффектов при УФ-облучении. [c.268]

Фотодеструктивные реакции наиболее эффективно индуцируются в биологических системах коротковолновым ультрафиолетовым (УФ) излучением (< 290 нм), что связано с прямым поглощением этого излучения нуклеиновыми кислотами, белками и некоторыми другими биологически важными внутриклеточными компонентами. Вместе с тем при определенных условиях фотодеструктивные процессы могут протекать и под действием света более длинноволнового диапазона оптического спектра, который подразделяется на три области средневолновую УФ (290-320 нм), длинноволновую УФ (320-400 нм) и видимую (400-700 нм). В отличие от коротковолнового УФ-излучения, поглощаемого озоном атмосферы, эти виды оптического излучения достигают поверхности Земли и, следовательно, являются экологическими компонентами солнечной радиации. [c.433]

Ароматические аминокислоты тирозин и триптофан, содержащиеся в белках, поглощают свет в области 280 нм. Однако сильное поглощение ультрафиолетовых лучей в этой области характерно и для нуклеиновых кислот, хотя в целом пик поглощения последними ультрафиолетовых лучей приходится на область спектра 260 нм. Поэтому при определении концеитрации белка в растворах названным методом показания светопогло-щеиня (синонимы —оптическая плотность, экстинкция) снимают при 280 и 260 им. Показания свстопоглощеиия шкалы прибора подставляют в уравпеипе Варбурга — Христиана [c.177]

Анализ распределения разделенных компонентов в собранных фракциях проводят с помощью методов, позволяющих специфически обнаруживать разделяемые соединения. Очень часто все фракции, число которых может превышать 100, приходится исследовать вручную. Однако, если соединение обладает какими-либо характерными физическими свойствами, например поглощает свет в видимой или ультрафиолетовой областях спектра, выходящий из колонки элюат можно исследовать на содержание в нем данного соединения с помощью соответствукяцего прибора. Этот метод широко используется при анализе белков и нуклеиновых кислот, поглощающих свет при 280 и 260 нм соответственно. В этом случае элюат отводят из колонки с помощью капиллярных трубок в кварцевую проточную кювету, на которую падает луч света соответствующей длины волны. Изменения поглощения растворов регистрируют фотоэлементом и фиксируют на диаграммной ленте самописца, который можно синхронизировать с коллектором фракций. Таким образом, осуществляется непрерывная запись номеров фракций и количества содержащегося в каждой из них вещества. [c.109]

Количественный спектрофотометрический анализ. Ряд важных биологических соединений можно полуколичественно изучать с помощью спектрофотометрии в видимой и ультрафиолетовой областях, например, измеряя поглощение белков при 280 нм, а нуклеиновых кислот при 260 нм — длинах волн, соответствующих максимуму поглощения этих соединений. Экстинкция белка при 280 нм зависит от содержания в нем ароматических аминокислот — тирозина и триптофана, поэтому значения молярной экстинкции при 280 нм для всех белков различны, и для определения содержания каждого из них требуется индивидуальная калибровочная кривая. Как правило, биохимики работают со смесью белков, и тогда можно пользоваться градуировочной кривой, полученной для белка или смеси белков со средним содержанием тирозина и триптофана. Это может быть, например, сывороточный альбумин или смесь сывороточных белков. Таким образом, для контрольных измерений надо выбирать соответствующий белок. Проводя измерения при длинах волн, где примесь поглощает больше исследуемого вещества, можно с помощью соответствующих формул оценить количество примеси в образце. Так, пользуясь методом Мортона и Стубса, определяют содержание витамина А в омыленных экстрактах природных масел, а по соотношению экстинкций при 260 и 280 нм (Еш/хо) находят содержание белка в препарате нуклеиновых кислот. [c.155]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология