Макромолекулярная структура нуклеиновых кислот

МАКРОМОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ [c.20]

Полисахариды, наряду с белками и нуклеиновыми кислотами, являются необходимыми компонентами любой живой клетки. Если в области изучения биосинтеза и биологических функций нуклеиновых кислот и белка достигнуты в последнее время значительные успехи, молекулярная биология полисахаридов остается по существу белым пятном. Между тем многие проблемы иммунохимии, межклеточных взаимодействий, оплодотворения, клеточной дифференцировки, по-видимому, не могут быть удовлетворительно разрешены без понимания факторов, определяющих биологическую специфичность полисахаридов. Важным звеном, необходимым при обсуждении этих факторов, являются сведения о макромолекулярной структуре полисахаридов и других углеводсодержащих биополимеров. Между тем это направление исследований, к сожалению, развивается пока крайне слабо. Следует отметить, что изучение макромолекулярной структуры полисахаридов принципиально сложнее, чем в случае белков и нуклеиновых кислот. Это связано с огромным разнообразием возможных типов связей между мономерными единицами и существованием разветвлений, что ставит качественно новые задачи при определе- [c.635]

Макромолекулярная структура нуклеиновых кислот 20 [c.350]

Интересное явление, которое отличает механохимическую деструкцию от других видов расщепления, — это так называемая денатурация нуклеиновых кислот. Известно, что при обычных методах расщепления дезоксирибонуклеиновая кислота разрывается на два одинаковых фрагмента вследствие разрыва водородных связей. Изменение pH или повышение температуры вызывает разрыв многочисленных водородных связей, вследствие чего макромолекулярные цепи ДНК теряют гибкость и перестраиваются в более компактную структуру, сохраняя постоянный первоначальный молекулярный вес. [c.243]

Современные представления о макромолекулярной структуре нуклеиновых кислот основываются преимущественно на данных рентгеноструктурного анализа. Большая часть рентгеноструктурных исследований была проделана на солях ДНК, которые удается получать в кристаллической волокнистой форме. Более лабильную РНК выделить в нативном виде, за исключением нескольких случаев, не удавалось. В связи с этим в настоящее время макромолекулярную структуру. можно считать твердо установленной лишь для ДНК. [c.258]

A. . Спирин, Некоторые проблемы макромолекулярной структуры нуклеиновых кислот, Изд-во АН СССР, 1963. [c.605]

В последующем изложении мы вначале уделим внимание вопросам структуры нуклеиновых кислот в понимании химика-органика, после чего коснемся второй стороны дела и связанного с ней вопроса о биологической функции НК. Нужно иметь в виду, что макромолекулярная структура и конформация полимерной цепи оказывают чрезвычайно существенное влияние на биологическую функцию НК, как и на биологические функции всех биогенных полимеров. [c.246]

Природными соединениями называются органические соединения, образующиеся в результате химических превращений веществ в клетках организмов. Обычно они легко выделяются, и поэтому многие из этих соединений известны уже давно. Структура природных соединений разнообразна — от очень простой (как, например, у простейшего гормона роста растений — этилена) до сложной, иногда даже полимерной (например, у полисахаридов, белков и нуклеиновых кислот). Определение структуры некоторых природных продуктов потребовало многолетних усилий выдающихся исследователей, а в ряде случаев (например, для некоторых макромолекулярных комплексов полисахаридного характера) структурная проблема не решена удовлетворительно до сих пор. [c.178]

Биологическая специфика процессов молекулярного узнавания определяется макромолекулярной структурой основных биологически функциональных веществ — белков и нуклеиновых КИСЛОТ- Важнейшее физическое свойство макромолекулы — ее [c.608]

НИИ макромолекулярной структуры. Вместе с тем именно эти особенности макромолекулярной структуры полисахаридов обусловливают, вероятно, специфичность их биологических функций, отличающуюся от специфичности белков и нуклеиновых кислот. Первостепенное значение для выполнения этих функций имеет, по-видимому, распределение реакционноспособных групп на поверхности макромолекулы углеводсодержащего биополимера. Указанными выше особенностями макромолекулярной структуры полисахаридов определяется возможность большого разнообразия в таком распределении и, следовательно, большой объем информации, который может передаваться с помощью углеводсодержащих биополимеров. Специфические для каждого вида, а часто и для каждого индивидуума антигенные свойства поверхности клеток, которые связаны с присутствием углеводсодержащих биополимеров, могут служить хорошей иллюстрацией огромных возможностей передачи специфической информации, характерной для этого класса соединений. [c.636]

Анаболизм, называемый также биосинтезом,-это та фаза метаболизма, в которой из малых молекул-предшественников, или строительных блоков , синтезируются белки, нуклеиновые кислоты и другие макромолекулярные компоненты клеток. Поскольку биосинтез-это процесс, в результате которого увеличиваются размеры молекул и усложняется их структура, он требует затраты свободной энергии. Источником этой энергии служит распад АТР до ADP и неорганического фосфата. Для биосинтеза некоторых клеточных компонентов требуются также богатые энергией водородные атомы, донором которых является NADPH (рис. 13-5). Катаболические и анаболические реакции протекают в клетках одновременно, однако их скорости регулируются независимо. [c.380]

Многие аспекты обмена нуклеиновых кислот имеют самое непосредственное отношение к важнейшим проблемам современной молекулярной биологии и биохимии. В числе этих проблем — расшифровка молекулярных механизмов, определяющих синтез различных макромолекулярных структур, изучение законов передачи генетической информации, проблема клеточной дифференцировки и др. [c.422]

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]

Функционирование клетки в целом зависит от полной интеграции всех этих реакций. В соответствии с этим можно говорить о сети зависимостей. Эта сеть замкнута и разветвлена внутри. То, что она замкнута, можно увидеть, если попытаться найти хотя бы один независимый процесс, который можно было бы рассматривать как открытый конец в системе превращений. Может показаться, что это приток питательных веществ, но он зависит от проницаемости стенки, которая, в свою очередь, обусловлена макромолекулярной структурой, а макромолекулы образуются при помощи специфичных ферментов, т. е. их образование зависит от белков. Белки состоят из последовательности аминокислот, определяемой нуклеиновыми кислотами, так что наличие в системе ферментов зависит от нуклеиновых кислот, которые в свою очередь образуются при помощи ферментов. [c.526]

Интересные задачи в связи со сложным ме.ханизмом процесса ультразвуковой деструкции возникают, в частности, при изучении гетероцепных макромолекулярных соединений со сложной структурой — натуральных или синтетических. Важное место занимают исследования каучука, биополимеров — полисахаридов, нуклеиновых кислот, белков крови или тканей, ферментов и г. д. [c.234]

Инфракрасные спектры поглощения нуклеозидов и нуклеотидов в тяжелой воде показывают, что в нейтральном водном растворе тимидин и уридин существуют, вероятно, в дикетонной форме, а цитидин и аденозин — в аминной форме [46]. Изучены также спектры диссоциированных форм [165. Очевидно, что кажущиеся значения рД обусловлены не только наличием замещающей группы, но связаны также с влиянием соседней части кольцевой системы пурина или пиримидина. Природа этих групп имеет большое значение в отношении водородных связей между производными пурина и пиримидина в макромолекулярных структурах нуклеиновых кислот. [c.52]

Отмечается, что деструкция нуклеиновых кислот, осуществляемая различными методами, чаще всего происходит тогда, когда разрыв цепей имеет место в одинаковых точках обеих нуклеотидных нитей [87]. Такому разрыву способствует наличие изолированных центров обрыва, восприимчивых к относительным перемещениям макромолекулярных фрагментов [87]. В этих же точках существует и возможность скручивания двойных спиралей, что способствует более компактной упаковке молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты в биологических структурах. [c.245]

Многие аспекты обмена нуклеиновых кислот имеют самое непосредственное отношение к важнейшим проблемам биологии. В числе этих проблем — расшифровка молекулярных механизмов, определяюш их синтез различных макромолекулярных структур, изучение законов передачи биохимической специфичности от родителей к потомству, проблема клеточной дифференцировки и, наконец, выявление механизма действия некоторых соединений, способных избирательно подавлять рост опухолей и бактерий. [c.461]

Оказалось, что эффект трансформации можно вызвать только с помощью высокополимерной ДНК с молекулярным весом в несколько миллионов. Все воздействия, которые приводили к тем или иным нарушениям структуры молекул ДНК, всегда вызывали потерю ее специфических биологических свойств. Из этих наблюдений вытекала настоятельная необходимость изучения макромолекулярной структуры ДНК. Однако это стало возможным только спустя почти 10 лет с усовершенствованием методов изучения нуклеиновых кислот. И вот в 1953 г. Уотсон и Крик, исходя из рентгеноструктурного анализа и других аналитических данных, создали модель макромолекулярной структуры ДНК. [c.54]

Чувствительность спектров ЭПР бирадикалов к температуре, растворителям и локальным зарядам является важным свойством азотокисных бирадикалов. Оно позволяет использовать бирадикалы как молекулярный инструмент исследования структуры, конформаций и локальных движений в молекулах, макромолекулах и особенно в биомолекулах (белки, ферменты, нуклеиновые кислоты). Этот аспект практического использования бирадикалов найдет, по-видимому, широкое применение в макромолекулярной химии и молекулярной биологии. Анализ экспериментальных спектров ЭПР бирадикалов и их сопоставление с теоретическими в рамках динамической модели. позволяет определить термодинамические и кинетические параметры молекулярных движений. [c.240]

Поскольку нуклеиновые кислоты и белки являются первыми мишенями алкилирования этими веществами, их содержание и распределение было изучено в лаборатории автора и оказалось одинаковым в обеих линиях комаров. Кроме того, стерилизация афолатом не вызывала никакого изменения обмена нуклеинов вых кислот или белков у личинок. Поскольку количество химиката, участвующего в молекулярных реакциях, обусловливающих снижение плодовитости, несомненно исключительно невелико, то следует подчеркнуть, что наша неспособность определить скрытые изменения в крупных макромолекулярных структурах еще не исключает наличия таких изменений. [c.161]

Нуклеотидный состав. Макромолекулярная структура и биологические свойства нуклеиновых кислот определяются их химическим составом, т. е. соотношением присутствующих мононуклеотидов и последовательностью их расположения в цепи. [c.384]

В этой главе мы проанализируем структуру макромолекул, главным образом белков и нуклеиновых кислот, и попытаемся объяснить, как они в процессе эволюции приспособились к выполнению своих функций. Мы рассмотрим принципы, по которым эти молекулы катализируют химические превращения, строят сложные макромолекулярные структуры, осуществляют движение и (самое важное) хранят и передают наследственную информацию. [c.113]

Разрешение на карте электронной плотности зависит от качества кристалла и совокупности накопленных данных. В свою очередь уровень информации о деталях структуры кристалла определяется разрешением карты электронной плотности. При разрешении 10 А обычно бывает трудно заключить, где же одна молекула в кристалле кончается, а другая начинается. Это понятно, так как обычно небольшие белки имеют диаметр всего 30 А, а тесный контакт- между макромолекулами в макромолекулярном кристалле не является чем-то необычным. Пространственное распределение электронной плотности отдельной молекулы белка или нуклеиновой кислоты можно определить при разрешении 6 А. Это разрешение позволяет получить общее представление о форме макромолекулы и таких характерных особенностях, как наличие в ней углублений и карманов. Данные рентгеноструктурного анализа с таким разрешением сравнимы с лучшими результатами, полученными с помощью фурье-преобразования изображения кристаллического образца в электронном микроскопе. [c.186]

По сравнению с другими природными веществами, такими, например, как целлюлоза и липиды, белки и нуклеиновые кислоты представляют собой самые сложные вещества, входящие в состав живых организмов. Эта сложность структуры и высокая молекулярная масса делают почти невозможным их постадийное воспроизведение в лаборатории. Их специфическое действие, присущее даже самым простейшим живым организмам, предполагает почти бесконечное многообразие подобных макромолекулярных соединений. Следовательно, исследования, направленные на реализацию перехода от простых молекул к сложным полимерам в отсутствие машины-клетки , безнадежны. Самые простые макромолекулярные структуры абиотического периода, которые можно себе представить, возникли, вероятно, иным путем, чем в современных клетках, а затем постепенно, через эволюцию на молекулярном уровне, получались образования со все более усложняющимися функциями. Поэтому попытки синтезировать некоторые биополимеры путем экспериментов, в которых имитируются условия первобытной Земли, можно сравнить с попытками воссоздания классического автомобиля из деталей космической ракеты. [c.15]

В Советском Союзе молекулярная биология имела свою предысторию с серьезными научными заделами и традициями. Первые конкретные идеи о матричном механизме воспроизведения макромолекулярных хромосомных структур как носителей наследственности были высказаны еще в 1928 г. Н. К. Кольцовым. В 1934 г. в Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова на кафедре биохимии растений под руководством А. Р. Кизеля были начаты исследования нуклеиновых кислот. Эти работы затем возглавил его ученик А. Н Белозерский, трудами которого была доказана универсальность распространения ДНК в живом мире и связь количественного содержания нуклеиновых кислот в клетках с интенсивностью роста и размножения. К моменту официального рождения молекулярной биологии в 1953 г., когда Дж. Уотсоном и Ф. Криком был сформулирован принцип структуры и воспроизведения ДНК, у нас в стране существовала собственная школа специалистов по нуклеиновым кислотам, готовая воспринять тенденции развития этой новой науки. Поэтому уже в ранний период становления молекулярной биологии, несмотря на определенные трудности и недостаток кадров, советскими учеными был сделан ряд принципиальных научных вкладов, среди которых обнаружение специальной фракции РНК. в последующем названной информационной РНК (мРНК), открытие временной регуляции синтеза информационных РНК на ДНК, тонерские исследования информационных РНК эукариотических клеток, расшифровка полной первичной структуры одной из тРНК, демонстрация возможности самосборки рибосом и т. д. [c.4]

Самые мелкие из известных прокариотных клеток — бактерии, принадлежащие к группе микоплазм. Описаны микоплазы с диаметром клеток 0,1—0,15 мкм. Поскольку молекулы всех соединений имеют определенные физические размеры, то, исходя из объема клетки с диаметром 0,15 мкм, легко подсчитать, что в ней может содержаться порядка 1200 молекул белка и осуществляться около 100 ферментативных реакций. Минимальное число ферментов, нуклеиновых кислот и других макромолекулярных компонентов, необходимых для самовоспроизведения теоретической минимальной клетки , составляет, по проведенной оценке, около 50. Это то, что необходимо для поддержания клеточной структуры и обеспечения клеточного метаболизма. Таким образом, в группе микоплазм достигнут размер клеток, близкий к теоретическому пределу клеточного уровня организации жизни. Мельчайшие ми-коплазменные клетки равны или даже меньше частиц другой группы микроскопических организмов — вирусов. [c.22]

Основные научные работы относятся к биохимии нуклеиновых кислот и биосинтезу белков. Совместно с А. Н. Белозерским предсказал (1957) существование информационной РНК. Дал (1959— 1961) первое качественное описание макромолекулярной структуры высокомолекулярных РНК. Установил структурные превращения рибосом и сформулировал один из основных принципов их строения (1963). Обнаружил (1963—1966) возможность искусственной реконструкции (самосборки) рибосом. Открыл (1964) информосомы. Предложил (1968) модель молекулярного механизма работы рибосомы в процессе биосинтеза белка. Экснериментально показал (1970—1974) совместно с Л. П. Гавриловой возможность создания упрощенной системы биосинтеза белка на структурно модифицированных рибосомах вне клетки ( неэнзиматическая трансляция). [c.474]

Кроме четырех обычных оснований в ДНК (главным образом в ДНК бактериофагов) найдено шесть так называемых минорных оснований. Еще больше — до 35 минорных оснований (табл. 37.3)—встречается в РНК, главным образом в тРНК. Минорные компоненты можно получить лишь расщеплением природных полимеров, так как они образуются в результате ферментативной модификации уже готовых полинуклеотидов, т. е. в результате модификации на макромолекулярном уровне. Кроме того, в работах по изучению структуры и функций нуклеиновых кислот имеют дело с производными компонентов нуклеиновых кислот, т. е. с нуклеозидами, несущими защитные группы, или с аналогами оснований и нуклеозидов, например с азапиримидинами [14]. Разделение таких соединений также было предметом исследования в работе [15]. [c.37]

Одной из важных характеристик различных типов нуклеиновых кислот является состав входящих в них компонентов. Результаты многочисленных анализов состава нуклеиновых кислот, проведенных в конце сороковых — начале пятидесятых годов, послужили решающим аргументом, позволившим отбросить старое представление о нуклеиновых кислотах как тетрануклеотидах или полимерах, содержащих повторяющиеся тетрануклеотидные последовательности. Эти данные подготовили почву для создания современных представлений о макромолекулярной структуре ДНК. [c.58]

Работы по исследованию био-ФОП ведутся очень интенсивно, в том числе внимательно исследуются макромолекулярные аспекты химии и физики нуклеиновых кислот. Эти исследования выполняются в основном биохимиками и в меньшей степени классическими нолимерш иками физического и физико-химического направлений. Однако именно здесь в дальнейшем следует ждать основных успехов в области химии синтетических ФОП. Пока что ведутся работы но синтезу модельных олиго- и полинуклеотидов с целью разрешения на этих моделях некоторых вопросов связи структуры и биологической активности и выяснения вклада отдельных взаимодействий в структуру, физико-химические и биологические свойства нуклеиновых кислот. Помимо синтетических полинуклеотидов, [c.73]

Ответ будет, разумеется, отрицательным. Если мы вспомним, какое множество физиологических и биохимических процессов требует определенного состава внутренней ионной среды, качественного и количественного, то мы поймем, с какими огромными трудностями столкнулись бы рыбы, попытавшиеся встать на путь осмотического конформизма. Так, например, многие ферменты (вероятно, большинство их) нуждаются в специфической ионной среде. Поэтому изменение внутриклеточных концентраций ионов потребовало бы перестройки множества белков. Нуклеиновым кислотам и содержащим их структурам, например рибосомам, тоже необходима специфическая ионная среда. Осмотический конформизм опять-таки требовал бы переконструирования сложных макромолекулярных ансамблей. Пожалуй, наиболее очевидные последствия касаются мембранных потенциалов. Ферменты, участвующие в поддержании ионных градиентов, приспособлены для оптимального функционирования лишь в узких пределах концентраций определенных ионов. Сколько-нибудь значительное повышение этих концентраций неблагоприятно сказалось бы на поддержании надлежащих трансмембранпых градиентов. [c.304]

Достаточно поломки вирусной частицы в любом месте, т. е. одного, разрыва в нити РНК, чтобы лишить ее биологической активности. Макромолекулярная спиральная структура РНК в этом случае навязана белковой оболочкой. Когда производится депро-теинизация РНК вируса, получается монодисперсная РНК, даю-Ш,ая в ультрацентрифуге исключительно острый пик. Ясно, что вторичная структура этой выделенной из вируса РНК совсем иная, чем внутри вируса. В выделенной макромолекуле образуются внутримолекулярные водородные связи между основаниями, в то время как внутри белковой оболочки вируса существовали только водородные связи между нуклеиновой кислотой и белком. [c.274]

При отборе статей для перевода мы были очень ограпичепы объемом и поэтому необходимо было выбрать какую-то вполне определенную часть, которая имела бы некоторую законченность и представляла бы достаточно полный п разносторонний набор методических приемов, необходимых при изучении именно данного направления в области нуклеиновых кислот. Мы выбрали в основном все те методы, которые касаются анализа первичной структуры и макромолекулярной организации нуклоииовых кислот. Нам казалось, что в настоящее время это наиравление особенно важно и интересно, тем более что по другим аспектам изучеиия этой группы соединений в отечественной литературе имеется достаточно материала. Насколько в этом отношении мы оказались правы — предоставляем судить читателям. [c.5]

Для вирусных нуклеиновых кислот отмечены некоторые аномалии в их химическом составе В частности, в ДНК-содержащих бактериофагах обнаружены наряду с дезоксирибозой глюкоза, генциобиоза, а также необычные азотистые основания — 5-оксиметилурацил, 5-оксиметилци-тозин и др. В макромолекулярной структуре вирусных нуклеиновых кислот также обнаружен ряд аномалий. Так, в ряде бактериофагов найдена одноцепочечная ДНК (фаг фХ-174, Т4 и др.) [c.467]

Для того чтобы полностью определить структуру обыкновенного белка с мол. массой 30000 или нуклеиновой кислоты с такой же мол. массой, потребовалось бы н 1йти 16000 неизвестных. Если исключить из р 1ссмотрения атомы водорода, то это число сокращается наполовину. Но даже и в этом случае требования продолжают оставаться чрезмерными. Ни один из известных в настоящее время методов не может предоставить такое количество подробной информации об одной и той же системе. С помощью некоторых методов из числа наиболее распространенных мы получаем фактически лишь один или два параметра, которые могут быть полезны для характеристики макромолекулярной системы. [c.5]

Процесс высушивания состоит из двух фаз основное высушивание и заключительное высушивание. В процессе о овного высушивания сублимируется вода, находящаяся в ткани в виде кристаллического льда (98—99% всей воды ткани). Остатки влаги (2—4%) удаляются заключительным высушиванием при повьшхенной температуре. Исследования показали, что нет необходимости стремиться к полному удалению остатков влаги, поскольку присутствие 1—2% воды в ткани не мешает заливке. Кроме того, определенный процент воды в макромолекулах, например в белках и нуклеиновых кислотах, необходим для сохранения макромолекулярной структуры. [c.13]

Основные положения теоретической модели — одновременное появление протобиополиме )ов и самосборка этих макромолекулярных структур в упорядоченные надмолекулярные образования— убеждают нас в возможности воспроизведения в лаборатории протоклеток с ферментативной активностью и способностью к самосборке, которые могут служить потенциальными предшественниками биомембран. В то же время в результате экспериментов выявляются главные этапы химической эволюции образование соединений типа полипептидов, полисахаридов и липидов, являющихся основой нуклеиновых кислот, углеводородов, порфириновых структур и т. д. [c.7]

Протобиополимеры, а не структуры липидного типа и фото-возбуждаемые пигменты, представляли собой основные компоненты для развития первичных жизненных функций. Разработанные теории о генезисе макромолекулярных соединений с данной структурой и функциональностью не согласуются с природным возникновением протобиополимеров, для существования которых требуется наличие примитивных живых систем. Почти во всех имитирующих экспериментах, проведенных до настоящего времени, вводились биополимеры , синтезированные химическим путем, или естественные экстракты, т. е. нарушался ход химической эволюции, происходившей непрерывно. Более того, эти теории и соответствующие опыты направлены на исследование возникновения определенного класса биополимеров (полипептидов, полисахаридов, нуклеиновых кислот и т. д.) без учета возможности одновременного образования ключевых биополимеров (структурных и функциональных), которая, вероятно, является самым важным шагом в процессе формирования клетки. [c.33]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология