Нуклеиновые кислоты тонкая структура

В основе всех жизненных процессов, а также структур живых организмов, тканей и клеток лежат такие вещества, как белки, нуклеиновые кислоты, крахмал, гликоген, целлюлоза, построенные из гигантских цепных молекул. Продукты питания (хлеб, мясо, рыба, овощи), одежда и обувь (текстильные ткани, искусственное волокно, кожа, резина, пластмассы) образованы различного рода коллоидными системами. Изменение структуры и поглощающих свойств почв, выветривание горных пород, вынос частиц ила и глин реками, образование облаков и туманов — тесно связаны с коллоидными процессами. Производство строительных материалов (цемент, гипс), добыча и переработка нефти (бурение скважин, обезвоживание нефти), обогащение ценных руд методом флотации, производство лаков и красок, кинофотоматериалов, бумаги, сажи, удобрений в значительной степени основано на использовании свойств различных суспензий и эмульсий. В фармацевтической промышленности многие лекарственные вещества производятся в форме тонких суспензий или эмульсий, мазей, паст, кремов. Важное значение в промышленности, в сельском хозяйстве и в военном деле имеют различные дымы и туманы. Развитие авиационной и автомобильной промышленности, машиностроения и приборостроения было бы невозможно без резины и различных пластмасс. Изделия из целлюлозы, резины, пластмасс, искусственного волокна приобретают все большее значение в технике и в быту. Можно сказать, что материальная основа современной цивилизации и самого существования человека и всего биологического мира связана с коллоидными системами. [c.7]

Для разделения белков и нуклеиновых кислот широко применяется метод гель-электрофореза. Его принцип заключается в следующем. Исследуемый препарат (раствор белка, ДНК или РНК) вносят в лунку, расположенную у края геля — полужидкой среды с сетчатой пространственной структурой (обычно для электрофореза используют тонкие пластины геля). Находящиеся в буферном растворе макромолекулы обладают некоторым суммарным электрическим зарядом, и когда через гель пропускают электрический ток, они перемещаются в электрическом поле. Молекулы одинакового размера (и одинакового заряда) движутся единым фронтом, образуя в геле дискретные невидимые полосы. Чем меньше размер молекул, тем быстрее они движутся. Постепенно исходный препарат, состоящий из разных макромолекул, разделяется на зоны, распределенные по длине пластинки. [c.54]

Можно думать, что в сложном макромолекулярном скелете живой клетки имеется гораздо более тонкая и развитая система стерической защиты. Клетка не представляет собой гомогенную среду, а обладает исключительно сложной внутренней структурой. Длинные макромолекулы нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов и их смешанных сополимеров образуют остов, скрепленный в различных точках и окруженный мембраной и оболочкой из полимерных молекул, из которых строятся слои. Большие фрагменты клетки можно даже представить себе как одну гигантскую макромолекулу. В ряде мест этого ажурного сооружения свободные валентности могли бы существовать без опасности взаимного насыщения. [c.520]

В настоящее время из нуклеиновых кислот наиболее известна одна из дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК), для которой имеются исчерпывающие физико-химические данные. (В работе Доти дается сводка современных данных по этому вопросу.) Ее молекулярный вес составляет приблизительно 6 ООО 000—7 ООО ООО, а ее макромолекулы в нейтральных водных растворах имеют конформацию сильно натянутых клубков. На стр. 361 было дано объяснение этому натяжению, которое, как полагают, обусловлено тем, что основной структурной единицей ДНК является не единичная молекулярная цепь, а спираль, изображенная на рис. 22 и составленная из двух закрученных относительно друг друга цепей. Макромолекула, имеющая такую структуру, обычно ведет себя, как длинный тонкий стержень, но полагают, что в такой структуре иногда встречаются участки, в которых спираль разрушена, в результате чего появляется достаточное количество гибких сочленений, и это объясняет общие закономерности поведения ДНК как туго натянутого жесткого клубка. [c.591]

В основе всех живых организмов, тканей и клеток лежат такие вещества, как белки, нуклеиновые кислоты, крахмал, гликоген, целлюлоза, построенные из гигантских цепных молекул. Изменение структуры и поглощающих свойств почв, выветривание горных пород, вынос частиц ила и глин реками, образование облаков и туманов — тесно связаны с коллоидными процессами. Производство строительных материалов (цемент, гипс), добыча и переработка нефти, обогащение ценных руд методом флотации, производство лаков и красок, кинофотоматериалов, бумаги, сажи, удобрений в значительной степени основано на использовании свойств различных суспензий и эмульсий. В фармацевтической промышленности многие лекарственные вещества производятся в форме тонких суспензий или эмульсий, мазей, паст, кремов. Важное значение в промышленности, в сельском хозяйстве И в военном деле имеют различные дымы и туманы. Развитие авиационной и автомобильной промышленности, машиностроения и приборостроения было бы невозможно без резины и различных пластмасс. Изделия из целлюлозы, резины, пластмасс, искусственного волокна приобретают все большее [c.7]

В каких областях должен чувствовать себя свободно радиобиолог, чтобы активно участвовать в развитии этих исследований Он должен хорошо знать физику и химию, быть в курсе последних достижений других аук, особенно биохимии, открывшей блестящую возможность по-новому объяснить функцию и структуру нуклеиновых кислот, физическую и химическую структуру хромосом и генов, а также различных цитоплазматических частиц. Новейшее развитие наших знаний о передаче информации от ядра к цитоплазме при синтезе нуклеиновых кислот и белков открыло совершенно новые области и пути исследований в биологии. Достижения в биологии способствовали радиационным исследованиям, а радиационные исследования в свою очередь часто приводили к таким достижениям. Радиоактивные и стабильные изотопы сделали возможным постановку таких исследований, которые ранее были немыслимы. Каково было бы положение дел в биологии и радиобиологии без успехов современной химической генетики, начало которой было положено в опытах по получению и исследованию радиационных мутаций Развитие нашего понимания генетического кода, которое приобрело за последние месяцы такое большое значение, было бы невозможным без прогресса в радиобиологии. Зачастую для развития биологии нужны новые успехи в физике и химии. Новые весьма тонкие методы исследования в биохимии, как, например, особые мутации в микроорганизмах и вирусах. [c.8]

Выяснение структуры и физических свойств ДНК и РНК дало возможность исследователям определять таксономические связи между бактериями путем сравнения их геномов. Грубо геномы можно сравнивать между собой по общему составу оснований ДНК. общее число пар гуанина и цитозина (G + , мол. %) в ДНК является постоянной характеристикой данного организма. Если значения G + для ДНК двух организмов значительно различаются, это свидетельствует о том, что между ними нет близкого генетического сходства. Однако близкие значения G-f не обязательно означают, что сравниваемые организмы имеют сходные последовательности нуклеотидов в ДНК. Для такого вывода требуется сравнить геномы значительно более тонким методом, чем определение состава оснований ДНК, а именно путем определения степени гомологии нуклеиновых кислот. Из>чение гомологии позволяет сравнивать организмы в отношении линейной последовательности нуклеотидов вдоль 1) всей цепи ДНК (гомология ДНК) или 2) вдоль тех участков ДНК, которые кодируют определенные типы РНК (гомология РНК). [c.111]

С помощью тонких химических методов была установлена первичная структура сотен белков и нуклеиновых кислот. Сводки первичных структур регулярно публикуются [c.13]

Генетическая информация о структуре отдельных белков и нуклеиновых кислот у всех организмов заключена в молекулах ДНК или РНК в виде последовательностей нуклеотидов, называемых генами [2-5]. Однако одной информации о структуре макромолекул, кодируемых генами, недостаточно для их функционирования. Координированная работа (экспрессия) большого числа генов возможна лишь благодаря наличию тонких регуляторных механизмов, определяющих место, время и уровень экспрессии конкретного гена или группы генов. Для того чтобы экспрессия гена была регулируемой, он должен содержать индивидуальную (регуляторную) метку, по которой регуляторные ком- [c.13]

Исследование срезов свежей (замороженной) ткани непосредственно, без предварительной обработки, мало что дает, поскольку большая часть атомов в клетке обладает низким атомным весом и рассеивает электроны слабо и в одинаковой степени. Следовательно, ультрасрезы необходимо окрасить атомами с высоким атомным весом, например обработав их перманганатом калия. Ткани следует также зафиксировать, чтобы предотвратить разрушение клеточных структур в процессе обезвоживания и заливки в пластмассу. Фиксирующие вещества (например, формальдегид) реагируют с аминогруппами и другими группами белков и нуклеиновых кислот. Некоторые белки при этом преципитируют, оставаясь фиксированными на своих местах, а протеолитические ферменты, которые могли бы существенно нарушить тонкую структуру клетки, инактивируются. Широко используется также глутар-альдегид (пятиуглеродный диальдегид)— прекрасное фиксирующее средство, образующее поперечные связи между моле- [c.19]

Однако биологические молекулы не могли бы функциониро вать и жизнь в известных нам формах не существовала бы, если бы помимо сильных взаимодействий внутри биологических молекул и между ними не действовали бы невалентные, нехимические, слабые силы. Клетки п их органоиды — гетерогенные системы, существование и функционирование которых определяются межмолекулярными взаимодействиями невалентного характера. Исполнители почти всех молекулярных функций в клетках — белки — взаимодействуют с липидами и углеводами, с нуклеиновыми кислотами и с малыми молекулами. Взаимодействия эти преимущественно слабые, так как сильные взаимодействия создавали бы слишком жесткие и устойчивые структуры, лишенные молекулярной подвижности, необходимой для выполнения <5пологическими молекулами их разнообразных задач, включающих тонкую регуляцию химических реакции, компартментацию, установление градиентов концентрации. Перечислим виды сла-<5ых взаимодействий в биологических системах и охарактеризуем их. [c.55]

Такая изомеризация неизбежно связана с влиянием структур более высокого, чем молекулярный, уровня. Биологические тонкие структуры образуются или благодаря липидным пленкам, или путем наложения основных молекул на биологически важные полимеры, т. е. высокомолекулярные вещества. Белки являются наиболее важными биологическими структурообра-зователями. Вместе с ними выступают в этой роли, скорее по значению, чем по количеству, нуклеиновые кислоты и мукоиды, т. е. соединения мукополисахаридов с протеинами. [c.106]

Метод моделирования и получения искусственных мембран основан на получении и исследовании моно- и бимолекулярных липидных слоев, везикул, липосом и протеолипосом. Сущ ествует два основных типа искусственных мембран классические плоские и сферические мембраны различного размера. Для получения искусственных мембран используют различные фосфатиды, нейтральные глицериды, смеси липидов биологического происхождения, добавляя к ним холестерин, а-токоферол и другие минорные добавки. Потенциальная ценность искусственных мембран для исследований зависит от возможности включения в них природных белков, в особенности тех, которые обладают транспортными свойствами. Липосомы, со-стоящ ие из белков и липидов, стали получать в 60-е гг. термин протеолипосомы был введен В. П. Скулачевым. В настоящее время разработан целый ряд методов приготовления различных типов липосом и протеолипосом, а также их стандартизации по размерам, структуре, гомогенности, стабильности и другим характеристикам. Липосомы используют для доставки в клетку лекарственных и химических соединений, стабилизации ферментов в инженерной энзимологии, введения в клеточные мембраны молекул зондов, модифицирующих и моделирующих их поверхность. Большой интерес для генной инженерии и медицины представляют работы по введению в клетки при помощи липосом нуклеиновых кислот и вирусов. В липосомы включают митохондриальные компоненты и изучают на таких модельных системах процессы генерации энергии в клетках. Ультра-тонкие искусственные мембранные структуры — полислои Лен-гмюра—Бложе (ПЛБ) — применяют для получения био- и иммуносенсоров. Создаются ПЛБ с иммобилизованными ферментами и компонентами иммунологических систем. При использовании смешанных липид-белковых пленок ПЛБ получают информацию о функционировании белков и о липид-белковых взаимодействиях в мембране. Результаты изучения физических характеристик, проводимости, проницаемости и других свойств искусственных липидных мембран имеют большое зна- [c.216]

РИС. 10.7. Связывание молекул воды с белком или нуклеиновой кислотой. А. Существует много классов молекул воды, характеризующихся различной прочностью связи с внешними и внутренними областями. Реальная поверхность макромолекулы имеет сложную структуру. Б. Идеализированная поверхность макромолекулы, удобная для иитерпретации гидродинамических данных. Поверхность макромолекулы сглажена, вместо отдельных молекул воды рассматривается тонкая водная пленка, расположенная по поверхности макромолекулы, а также вода, заполняющая внутренние полости. [c.190]