Образование фосфодиэфирной связи

Рис. 10.4. Образование фосфодиэфирной связи предполагает гидрофильную атаку З -ОН-группой последнего нуклеотида цепи 5 -трифосфата нового нуклеотида, сопровождающуюся освобождением пирофосфата.

Рис. 3.5. Структурная формула дезоксирибонуклео-зидтрифосфата. Фосфатные группы обозначаются буквами, а, р, и у. а-Фосфат связан с 5 -атомом углерода дезоксирибозы и при репликации участвует в образовании фосфодиэфирной связи р- и у-фосфат-ные группы отщепляются в виде пирофосфата.

Образование фосфодиэфирной связи [c.171]

Конечно, по мере того как новые основания сближаются с матричной цепью, они должны вступать в реакцию полимеризации, давая комплементарную цепь. Для этого две мономерные единицы образуют между собой 3, 5 -фосфодиэфирную связь. Ферментом, который катализирует такую реакцию полимеризации, является ДНК-полимераза. Как и в случае образования пептидной связи, для образования фосфодиэфирной связи затрачивается определенная энергия. Следовательно, мономерные единицы нельзя последовательно присоединять в форме монофосфатов, но следует сначала активировать, превратив в трифосфаты. Для обеспечения правильной последовательной полимеризации ферменту необходимо присутствие родительской цепи в качестве матрицы. Помимо этого для фермента необходимо присутствие затравки ДНК, с которой начинается синтез новой цепи. Следовательно, имеет место не синтез совершенно новой цепи, а удли- [c.148]

Заметим, что образование фосфодиэфирной связи нельзя сводить к простому взаимодействию хлорфосфата с 5 -гидроксилом нуклеозида. Этот метод редко используется для образования фосфодиэфирной связи, поскольку такие реакции протекают медленнее, а сама методика синтеза сравнительно сложна. Ниже будет обсуждаться более удобная реакция хлорфосфата одного нуклеозида со вторым нуклеозидом. Альтернативный подход заключается в образовании фосфодиэфирной связи путем активации in situ нуклеотидов копденспрующнм агентом. Некоторые из таких агентов описаны ниже. [c.174]

Некоторые подробности реакции ДЦГК с органическими кислотами, приводящей к образованию их ангидридов, уже обсуждались. По очень похожему механизму происходит и образование фосфодиэфирной связи. Зто показано на примере синтеза динуклеотида тимидил- (3 - 5 ) -тимидина [c.174]

Лигирование — образование фосфодиэфирной связи между двумя основаниями одной цепи ДНК, разделенными разрывом. Этот термин употребляют также в случае соединения тупых концов и при образовании связи в РНК. [c.463]

Каким должно быть постулированное Уотсоном и Криком комплементарное спаривание пуриновых и пиримидиновых оснований двух полинуклеотидных цепей двойной спирали, чтобы молекула ДНК могла реплицироваться, непосредственно используя каждую цепь в качестве матрицы для образования своей собственной комплементарной цепи В таком акте репликации, как они полагали, две цепи двойной спирали разделяются и каждое пуриновое и пиримидиновое основание притягивает к себе комплементарный свободный нуклеотид и удерживает его nai месте с помощью специфичных водородных связей (показанных на фиг. 80). Как только свободные нуклеотиды закрепятся на родительской матричной цепи, они сшиваются вместе в результате образования фосфодиэфирных связей, которые связывают соседние остатки дезоксирибозы, образуя новую полинуклеотидную молекулу с предопределенной последовательностью оснований (фиг. 88). В результате после роста комплементарных цепей, который происходит по всей длине обеих родительских полинуклеотидных цепей, образуются две молекулы ДНК, имеющие идентичные последовательности четырех оснований и, следовательно, то же информационное содержание, что и родительская двуспиральная ДНК. На этой стадии аутокаталитическая функция завершается. При наступлении следующего цикла репликации в двух дочерних клетках, которые получили две дочерние молекулы ДНК, образованные в первом цикле, вновь происходит разделение четырех полинуклеотидных цепей обеих дочерних молекул ДНК. Каждая цепь затем действует как матрица для роста новой полинуклеотидной цепи. В результате появляются четыре двухцепочечные молекулы ДНК, каждая из которых идентична по последовательности оснований исходной двойной спирали. Эти четыре молекулы обеспечивают генетической информацией четыре внучатые>> клетки. [c.190]

Образование фосфодиэфирной связи между репарированным участком и старыми цепями под действием ДНК-лигазы соединяет две рекомбинировавшие молекулы ДНК ковалентной связью. [c.378]

Образование фосфодиэфирной связи — термодинамически невыгодный процесс, поэтому для его осуществления необходимо сначала перевести нуклеотиды в активное состояние, а затем ввести конденсирующий агент, способный активировать фосфатную группу. Чаще всего исходными соединениями при образовании фосфодиэфирной связи служат нукле-озид-3 -фосфат и нуклеозид со свободной 5 -ОН-группой. В этом случае фосфорилируется более реакционноспособная первичная гидроксильная группа. Для фосфорилирования нуклеозида, как правило, применяют хлорфосфаты. [c.281]

РНК-полимераза, определяемая ранее по способности включать рибонуклеозидтрифосфаты в рибонуклеиновые кислоты в присутствии ДНК-матрицы, сейчас может рассматриваться как часть более сложного комплекса, участвующего в транскрипции. Исходная ферментативная активность-это лишь минимальный компонент того, что можно назвать РНК-полимеразой. Она лишь контролирует правильное спаривание рибонуклеотидов с ДНК и катализирует образование фосфодиэфирных связей между ними. [c.132]

Терминация означает распознавание такой точки, после которой не происходит дальнейшего роста цепи РНК. Соответствующий участок ДНК называется терминатором. От соответствующего компонента РНК-полимеразы требуется выполнение двух функций. Во-первых, его ферментативная активность должна прекратить дальнейшее образование фосфодиэфирных связей. Во-вторых, он должен диссоциировать от ДНК, освобождая при этом ново-синтезированную РНК. [c.133]

После того как сформируется открытый (бинарный) комплекс, следующим шагом является включение двух первых нуклеотидов и образование фосфодиэфирной связи между ними. Это приводит к образованию тройного комплекса между минимальным ферментом ДНК и синтезирующейся РНК (рис. 10.1). Данная реакция протекает настолько быстро, что период полужизни бинарного комплекса в участке прочного связывания составляет всего лишь 0,2 с. Инициация заканчивается формированием тройного комплекса, и сигма-фактор уже не является его составной частью. [c.135]

Известно неск. типов РНК. Рибосомные рибонуклеиновые кислоты, связываясь с рибосомными белками, образуют рибосомы, в к-рых осуществляется синтез белка. Матричные рибонуклеиновые кислоты служат матрицами для синтеза белков (трансляции). тРНК осуществляют связывание соответствующей аминокислоты и ее перенос к рибосомам. Обнаружены т.наз. малые ядерные РНК, участвующие в превращ. первичных продуктов транскрипции в функционирующие молекулы т.наз. антисмысловые РНК участвуют в регуляции биосинтеза белка и репликации плазмидных ДНК. В виде РНК представлены геиомы мн. вирусов (РНК-содержащие вирусы), в к-рых матрицами для синтеза РНК служат вирусные РНК. Нек-рые РНК обладают ферментативной активностью, катализируя расщепление и образование фосфодиэфирных связей в своих собственных или др. молекулах РНК. [c.298]

Минимальный фермент должен удерживать две реагирующие группы в таком положении, которое благоприятно для образования фосфодиэфирной связи. Как только ковалентная связь возникла, фермент продвигается далее по матрице на один нуклеотид, с тем чтобы повторить реакцию. Скорость реакции при 37°С высокая - около 40 присоединенных нуклеотидов в 1 с (гл. 9). Как показано на рис. 10.3, последний нуклеотид растущей цепи определяет участок связывания затравки. Область, занимаемая присоединяемым нуклеозидтрифосфатом, образует участок элонгации. [c.136]

РНК-затравочные участки не сохраняются в структуре зрелой ДНК. После реализации своей функции для инициации репликации ДНК они удаляются за счет проявления 5 З -экзонуклеазной активности ДНК-полимеразы (рис. 13.1, и 13.3). После удаления РНК-затравки и ее замещения на фрагмент ДНК, инициация синтеза которого происходит на следующей РНК-затравке, расположенной ближе к области репликативной вилки, между дву Мя соседними синтезированными фрагментами ДНК остается разрыв. Этот разрыв (отсутствие ковалентной связи между З -ОН- и 5 -Р04-концами фрагментов цепи) устраняется при участии фермента-ДНК-лигазы,-направляющего образование фосфодиэфирной связи (рис. 13.4). [c.107]

ДНК-лигаза. Фермент, сшивающий полинуклеотиды, путем образования фосфодиэфирной связи между концевым остатком 5 -Р04 одного полинуклеотида и концевым остатком З -ОН другого полинуклеотида, в результате чего образуется единый полинуклеотид большего размера. [c.307]

ДНК-лигаза (DNA lygase) Фермент, катализирующий образование фосфодиэфирной связи между 3 -гидроксильной группой и 5 -фосфатом соседних нуклеотидов в месте одноцепочечного разрыва молекулы ДНК. [c.548]

Для образования фосфодиэфирной связи эти реагенты более эффективны, чем карбодиимиды. Сульфохлориды более реакциои-носпособиы, дают более высокие выходы продуктов и могут быть [c.175]

Даже при использовании TPS в небольшой степени наблюдается сульфирование. Кроме того, образование хлороводорода, хотя и связывающегося пиридином, может вызвать нежелательные побочные реакции, особенно в присутствии кислотолабильных групп. Эти проблемы удалось решить при замене атома хлора на уходящую имидазольную, триазольную или тетразольную группы. Таким образом, для образования фосфодиэфирной связи применимы следующие сульфореагенты [c.177]

При другом способе терминальной инициации роль затравкн выполняет белок, точнее — ковалентное соединение белка с нуклеотидом. Такое соединение возникает в результате образования фосфодиэфирной связи между 5 -гидроксилом дезоксирибонуклео-тида (например, ёСМР) и гидроксилом оксиамииокислоты (например, серина) специального, так называемого терминального белка. В изученных вирусных системах терминальный белок — это всегда вирус-специфический (т. е. закодированный в вирусном геноме) полипептид, и фермент, осуществляющий присоединение нуклеотида, также всегда имеет вирус-специфическую природу. Нуклео-тид-белковый комплекс взаимодействует с З -концом одноцепочечной вирусной ДНК-матрицы при этом нуклеотид, входящий в комплекс с терминальным белком, комплементарен З -концевому нуклеотиду матрицы и служит затравкой, к которой присоединяются последующие нуклеотиды (рис. 136). Ясно, что к 5 -концу синтезированной таким образом цепи ДНК будет ковалентно присоединен белок. Рассмотренный способ инициации цепи ДНК реализуется, например, у аденовирусов и у фага ф29, у которых однонитевые ДНК-матрицы образуются в процессе репликации двунитевого гено-.ма (с.м. с. 267). [c.264]

ПОЛИДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕОТИД-СИНТЕТАЗЫ, ферменты класса трансфераз, катализирующие образование фосфодиэфирной связи при синтезе ДНК [c.625]

Чтобы обеспечить образование непрерывной цепи ДНК из многих таких фрагментов, в действие вступает особая система репарации ДНК, удаляющая РНК-затравку и заменяющая ее на ДНК. У бактерий РНК-затравка удаляется нуклеотид за нуклеотидом благодаря 5 -> З -экзонуклеазной активности ДНК-полимеразы. При этом каждый отщепленный рибонуклеотидный мономер замещается соответствующим дезоксирибонуклеотидом (в качестве затравки используется З -конец синтезированного на старой цепи фрагмента). Завершает весь процесс фермент ДНК-лигаза, катализирующий образование фосфодиэфирной связи между группой З -ОН нового фрагмента ДНК и 5 -фосфатной группой предыдущего фрагмента. Образование этой связи требует затраты энергии, к-рая поставляется в ходе сопряженного гидролиза пирофосфатной связи кофермента-никотинамидадениндинуклеотида (в бактериальных клетках) или АТФ (в животных клетках и у бактериофагов). [c.253]

При наличии субстратов РНК-полимераза в открытом комплексе осуществляет иншдиацию. Первый нуклеотид (обычно это аденозин- или гуанозинтрифосфат) входит в состав цепи целиком, а последующие присоединяются к группе З -ОН предыдущего нуклеотида с образованием фосфодиэфирной связи и освобождением пирофосфата (см. Нуклеиновые кис.юты). На стадии инициации образующаяся РНК связана с матрицей и ферментом непрочно и может отделиться от комплекса. В этом случае РНК-полимераза, не покидая промотора, снова инициирует РНК (такой синтез коротких рибонуклеотидов наз. абортивным). Стадия ини- [c.619]

Согласно модели Уотсона — Крика молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, правозакрученных вокруг общей оси с образованием двойной спирали, имеющей диаметр 1,8— 2,0 нм. Две полинуклеотидные цепи антипараллельны друг другу, т. е. направления образования фосфодиэфирных связей в них противоположны в одной цепи 5 —3, в другой — 3 —5. Пуриновые и пиримидиновые основания направлены внутрь спирали. Между пуриновым основанием одной цепи и пиримидиновым основанием другой цепи возникают водородные связи. Эти основания составляют комплементарные пары. [c.444]

Примером фермента подкласса 6.5. может служить РНК-лигаза, образующаяся в клетках Е. соИ, инфицированных бактериофагом Т4, ДНК которого содержит генетическую программу для синтеза этого фермента. Этот фермент катализирует образование фосфодиэфирной связи между рибоолигонуклеотидом-донором, имеющим на 5 -конце остаток фосфорной кислоты, и рибоолигонук-леотидом-акцептором, имеющим па 3 -конце свободную 3 -гидроксигруппу, В [c.151]

ДНК- и РНК-лигазы. Существуют ферменты, способные соединять между собой фосфодиэфирной связью целые фрагменты ДНК или РНК. Такие ферменты называются лигазами. Из многочисленного семейства лигаз наибольшее применение получили ДНК- и РНК-лигазы, синтезирующиеся в клетках, инфицированных бактериофагом Т4. Так, Т4 ДНК-лигаза квтализирует образование фосфодиэфирной связи между З -ОН- и б -РО -группами а одноцепочечных разрывах двухцепочечиых ДНК (схема а) или между такими же группами двухцепочечных молекул ДНК, содер жащих на концах комплементарные одноцепочечные последовательности (схема б). [c.352]

Углеводно-фосфатный остов во многом определяет конформацию и физико-химические свойства нуклеиновых кислот. Расщепление нуклеиновых кислот различными ферментами связано со спецификой строения углеводио-фосфатной цепи а частности, многие ферменты отличают дезоксирибонуклеиновые кислоты от рибонуклеиновых, концевую фосфатную группу от группы, участаующей в образовании фосфодиэфирной связи, 5 -фосфат от З -фосфата и т. п. [c.391]

Процесс биосинтеза РНК осуществляется ферментами— РНК-полимеразами, которые используют ДНК в качестве матрицы. Как и в случае репликации, механизм образования фосфодиэфирных связей включает в себя катализируемую ферментом нуклеофильную атаку 3 -гидроксильной группы растущей цепи на <а-фосфатную группу присоединяемого субстрата (рибонуклеозидтрифосфата). При образовании фосфодиэфирной связи от трифосфата отшепляется неорганический пирофосфат. Каждый вновь присоединяемый нуклеозид комп.пементарен тому звену матрицы, которое является ближайшим 5 -соседом только что скопированного звена. Цепь РНК растет в иаправ.1ении. V- - 3 по мере движения РНК-полиме-разы по копируемой цепи ДНК в направлении от З -конца к 5 -кон-цу. Схема процесса транскрипции показана на рисунке 234. [c.412]

ДНК-лигаза. Фермент, катализирующий образование фосфодиэфирной связи между З -концом одного фрагмента ДНК и 5 -кон-цом другого в условиях, когда оба фрагмента комплементарно спарены с цепью-ма-трицей. [c.1010]

В случае РНК участие 5 -гидроксильной группы остатка рибозы в образовании фосфодиэфирной связи доказано образованием ри-бонуклеозид-5 -фосфатов IX с почти количественным выходом при расщеплении РНК фосфодиэстеразой змеиного яда [c.42]

Механизм образования фосфодиэфирной связи под действием дициклогексилкарбодиимида и других подобных реагентов довольно сложен Первоначально образуются соединения, имеющие, вероятно, структуру имидоилфосфата ЬХХ или смешанного ангидрида ЬХХ1 они превращаются далее через ряд стадий в производное триметафосфата ЬХХП, которое, по-видимому, является истинным активированным производным нуклеотидного компонента. Подобное производное не может образоваться из диэфира фосфорной кислоты. [c.84]

Наконец, представителем еще одной группы ферментов, которая может быть использована для получения синтетических полинуклеотидов, является недавно открытый фермент , катализирующий образование фосфодиэфирных связей между 5 -концевой фосфатной группой и З -концевой гидроксильной группой олигодезоксинуклеотидов, входящих в состав двухцепочечных комплексов зб-438 Реакция может быть схематически представлена следующим образом [c.100]

На фиг. 187 схематически изображен такой процесс репарации тиминовых димеров за счет иссечения и заполнения брешей, предложенный Сетлоу и П. Говард-Фландерсом. По этой схеме одна или несколько молекул ферм-ента постоянно обегают кольцевой бактериальный геном, выискивая в двойной спирали ДНК наличие структурных нарушений, подобно тому как на железных дорогах испытательные вагоны, двигаясь по путям, проверяют рельсы. Когда такой фермент встречает нарушение двойной спирали, обусловленное тиминовым димером, он вызывает два разрыва в полинуклеотидной цепи. В результате происходит иссечение тиминового димера вместе с несколькими соседними нуклеотидами. Образующаяся брешь заполняется под действием репарнрующей ДНК-полимеразы, которой, возможно, является ДНК-полимераза Корнберга (см. гл. IX). Эта полимераза добавляет нуклеотиды к З -ОН-концу нуклеотида в старой полинуклеотидной цепи и использует в качестве матрицы неповрежденную комплементарную цепь ДНК, в которой в этом участке не произошло образования ультрафиолетового повреждения . Наконец, восстановление двойной спирали ДНК завершается образованием фосфодиэфирной связи между З -ОН-концом последнего нуклеотида, включенного при репарационной репликации, и 5 -ОН-концом нуклеотида на конце старой полинуклеотидной цепн. Эта реакция осуществляется ДНК-лигазой, действие которой показано на фиг. 104. [c.377]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология