Состав и структура нуклеиновых кислот

Мин(фные основания — аналоги пуриновых и пиримидиновых оснований, входящие в незначительных количествах в состав нуклеиновых кисЛЙ. В структуре нуклеиновой кислоты они занимают место обычных азотистых оСЙований. Ниже следует перечень основных минорных оснований, обнаруживаемых в составе нуклеиновых кислот [c.59]

Вариация структуры нуклеиновых кислот происходит за счет вариации последовательности гетероциклических оснований в их боковой части В состав ДНК входят в основном фрагменты аденина, гуанина, цитозина и тимина, РНК — фрагменты аденина, гуанина, цитозина и урацила Вторичная структура нуклеиновых кислот, представляющая собой двойную спираль переплетающихся двух полимерных цепей ДНК, двуспиральных фрагментов РНК, одноцепочечные участки РНК, обязана своим образованием возникновению водородных связей между пиримидиновыми и пуриновыми основаниями Это крупнейшее открытие XX века, сделанное Дж Уотсоном и Ф Криком в 1953 г (Нобелевская премия 1962 г ), стало возможным благодаря интеграции различных биологических, химических и физических методов исследования [c.928]

Как указывалось выше, реакционная способность нуклеотидных звеньев существенно зависит от наличия нековалентных взаимодействий с соседними звеньями это позволяет использовать химические методы для изучения вторичной структуры нуклеиновых кислот. В частности, влияние комплементационных взаимодействий оснований на их реакционную способность настолько велико, что возможно избирательно модифицировать звенья полинуклеотидной цепи, находящиеся в односпиральных зонах, и таким образом определить состав и размеры этих зон. Если к тому же известна первичная структура молекулы, то возможно провести и локализацию таких односпиральных участков в цепи. Исследования такого рода широко проводятся во многих лабораториях при помощи реакций с формальдегидом, акрилонитрилом, водорастворимым карбодиимидом, гидроксиламином и другими агентами. [c.18]

Состав и структура нуклеиновых кислот [c.146]

Первичная структура нуклеиновых кислот. Важной характеристикой нуклеиновых кислот служит нуклеотидный состав, т. е. набор и соотношение нуклеотидных компонентов. Установление нуклеотидного состава, как правило, осуществляют путем исследования продуктов гидролитического расщепления нуклеиновых кислот. [c.442]

А пока, чтобы скоротать время, я решил заниматься вирусом табачной мозаики (ВТМ). Главная составная часть ВТМ — нуклеиновая кислота, так что лучшую маскировку для моего неугасающего интереса к ДНК трудно было бы придумать. Правда, в состав ВТМ входит не ДНК, а другая нуклеиновая кислота — рибонуклеиновая (РНК). Однако и это было к лучшему на РНК Морис никак не мог претендовать. А если бы мы разгадали структуру РНК, то это могло бы стать ключом и к строению ДНК. [c.67]

Прежде чем перейти к изложению вопроса о структуре нуклеиновых кислот, следует рассмотреть строение отдельных соединений, входящих в состав молекулы нуклеиновой кислоты. В результате полного гидролиза нуклеиновых кислот образуются пиримидиновые и пуриновые основания, сахар и фосфорная кислота. Частичный гидролиз приводит к образованию нуклеозидов и нуклеотидов. Все эти соединения рассмотрены ниже. [c.16]

О том, как происходил отбор структур, каков его механизм, сказать довольно трудно. Но этот процесс оставил нам своего рода. музей. Подобно тому как из 107 химических элементов только 6 органогенов да 10—15 других элементов отобраны природой, чтобы составить основу биосистем, так же в результате эволюции происходил тщательный отбор и химических соединений. Из миллионов органических соединений в построении живого участвуют лишь несколько сотен из 100 известных аминокислот в состав белков входит только 20 лишь четыре нуклеотида лежат в основе-всех сложных полимерных нуклеиновых кислот, ответственных за наследственность и регуляцию белкового синтеза в любых живых организмах. [c.196]

Фолиевая кислота очень широко распространена как в растительных, так и в животных организмах, что объясняется ее важной ролью. Этот кофермент участвует во многих реакциях биосинтеза, прежде всего в реакциях синтеза азотистых пуриновых оснований нуклеиновых кислот. Активной формой фолиевой кислоты является ее восстановленная форма - 5,6,7,8-тетрагидро-фолиевая кислота, которая образуется под влиянием специального фермента - тетрагидрофолатредуктазы. Ингибиторы этого фермента могут быть использованы в тех случаях, когда необходимо замедлить или прекратить синтез пуриновых оснований, а значит - и синтез нуклеиновых кислот, например при опухолевых процессах. Известны аналоги тетрагидрофолата -аминоптерин и аметоптерин, которые используются, например при лечении острой лейкемии. Аналоги фолиевой кислоты широко применяют в составе противомикробных средств, среди которых наиболее известны стрептоцид и различные сульфамидные препараты, являющиеся аналогами пара-амино-бензойной кислоты, входящей в состав фолата. Структуры фолиевой кислоты и ее коферментной формы приведены на рис. 14. [c.39]

Еще в 1871 г. появились первые данные о том, что в клеточных ядрах содержатся органические вещества, молекулы которых содержат азот и фосфор. Впоследствии эти вещества получили название нуклеиновых кислот. Было показано, что они представляют собой полимеры, в состав которых входят гетероциклические основания (аденин, гуанин, цитозин, урацил, ТИМИН, а иногда и другие), моносахарид (рибоза или дезокси-рибоза) и фосфорная кислота. Схематически общую структуру нуклеиновых кислот можно представить формулой (9), в которой прямоугольником обозначены остатки пентозы, буквой В — остатки гетероциклических оснований, Р — остатки фосфорной кислоты. Таким образом, полимер представляет собой цепь, в которой чередуются остатки пентозы и фосфорной кислоты, а гетероциклические основания образуют боковые отростки . [c.414]

Нуклеотидный состав, в отличие от последовательности оснований, не играет существенной роли в определении структуры нуклеиновых кислот. Важнейшей чертой всех природных нуклеиновых кислот является сильное взаимодействие А с Т или и и О с С, приводящее к образованию пар оснований. Оно играет решающую роль в образовании двухцепочечных спиральных структур, которые имеют оси симметрии второго порядка, лежащие в плоскости каждой пары оснований. Это означает, что две цепи двойной спирали должны иметь противоположную ориентацию. ДНК, как правило, состоит из двух полностью комплементарных цепей, образующих непрерывную двойную спираль. Молекула РНК обычно представляет собой одну ковалентную цепь, которая образует спирали, скручиваясь сама на себя и формируя таким образом определенную последовательность шпилек и петель. [c.192]

Состав веществ тела животных, растений и микроорганизмов в принципе отличается мало. Белки всех живых клеток состоят из 20 главных аминокислот. Важнейшие компоненты тела — нуклеиновые кислоты — построены по одному принципу и из одинаковых для всех живых существ составных частей. Различия между типами и видами клеток состоят в деталях строения — в последовательности и взаиморасположении видоспецифичных макромолекул или протоплазменных структур и частных особенностях обмена веществ. [c.256]

Первые данные о том, что в клеточных ядрах содержатся органические вещества кислотного характера, в состав которых входят азот и фосфор, появились еще в 1871 г. Но в течение многих десятилетий изучение веществ, получивших название нуклеиновых кислот, шло не очень интенсивно. В учебниках биохимии еще в 40-х годах нашего столетия писали о нуклеиновых кислотах как о веществах, точная структура и биохимическая роль которых неясна. [c.351]

Нуклеиновая кислота из тимуса оказалась устойчивой к щелочному гидролизу и структура нуклеозидов, получающихся из нее, была проанализирована, поэтому на 20 лет позднее. В то время Левин [10] определил входящий в их состав сахар как 2-дезокси-Д-рибозу и в результате этого объяснил ее необычное свойство восстанавливать окраску реагента Шиффа. Тимусная нуклеиновая кислота также дает четыре гетероциклических основания аденин, гуанин, цитозин и вместо урацила — тимин (7). Эти две отличительные черты (различие в природе сахарного остатка и замена урацила тимином) определяют различие между ДНК, которая, как полагали в то время, аналогично тимусной нуклеиновой кислоте, присуща животным, и РНК, которая, как полагали, является характерным компонентом растительных тканей. [c.34]

Аминогруппа настолько химически активна и богата химическими взаимодействиями и реакциями, что все соединения с аминогруппами уже входят в биологические молекулярные структуры и обеспечивают переход от неживого вещества к живому, способствуют переходу от химической формы движения материи к биологической форме. Аминогруппы всех трех типов входят в состав белков и нуклеиновых кислот, главных молекул живого вещества. Амины могут быть линейными, если Ы-атом включен в углеродную цепь, и циклическими, если он замыкает углеродную цепь в цикл. [c.544]

Другая, также важнейшая функция биополимеров связана с сохранением и передачей по наследству свойств живого индивида будущим его поколениям. Эта функция называется наследственностью. Ее выполняют нуклеиновые кислоты, биополимеры, в состав которых входят химически связанные азотистые основания с ядрами пурина и пиримидина, углеводы (дезоксирибоза) и остатки фосфорной кислоты. Нуклеиновые кислоты (РНК, ДНК) являются носителями закодированной в их структуре наследственной информации каждого живого индивида и передают ее по наследству, так как осуществляют биосинтез белка в живой клетке. [c.720]

Дезоксисахара. У дезоксисахаров одна из гидроксильных групп, присоединенных к кольцевой структуре, замещена на атом водорода. Они образуются при гидролизе ряда соединений, играющих важную роль в биологических процессах. Примером может служить дезоксирибоза, входящая в состав нуклеиновых кислот (ДНК) [c.178]

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]

Следовательно, необходимо, чтобы состав белков мог меняться в широких пределах, так чтобы они узнавали различные субстраты и взаимодействовали с ними. Для некоторых белков требуется присутствие других соединений (небелковой природы) для участия в процессах узнавания и превращения. Такие соединения называются коферментами. Поэтому можно заранее сказать, что катализаторы белковой природы, или ферменты, должны обладать высокой степенью упорядоченности и организации. Кроме того, вся необходимая информация должна быть записана наиболее компактным образом. Такие упорядоченные биополимеры, с помощью которых работает и самовоспроизводится двигатель внутреннего сгорания клетки, также должны совершеиио точно воспроизводиться. Было установлено, что действие ферментов высокоспецифичио структуре субстратов. Следовательно, информация о молекулярной организации белков (ферментов) должна надежно храниться, будучи записанной на стабильном, относительно консервативном языке. И вот тут-то выходят на сцену нуклеиновые кислоты. Значит, существует еще одно соответствие [c.15]

Состав и строение биологических мембран. Биологические мембраны состоят из белков и липидов. Углеводы присутствуют лишь в качестве составных частей сложных белков (гликопротеинов) и сложных липидов (гликолипидов). Нуклеиновые кислоты в небольшом количестве бывают ассоциированы с мембранами, но в состав мембранных структур не включаются. Вода составляет 20% от мембранного материала, а отношение белок/липид в зависимости от вида мембран колеблется от 0,25 (клетки миелиновой оболочки) до 3,0 (митохондриальные мембраны). [c.298]

Синтетические макромолекулы отличаются от белков и нуклеиновых кислот не только отсутствием первичной структуры. Синтетические полимеры гетерогенны, они состоят из неоднородных макромолекул. Приведенные формулы полимерных цепей идеализированы в том смысле, что реальные цепи зачастую содержат и другие группы, например, некоторые из атомов И в полиэтилене могут быть замещены на метильную группу СНз и т. п. Цепи могут быть разветвлены случайным образом. Любой образец синтетического полимера содержит смесь макромолекул различной длины. Соответственно молекулярный вес полимера является средним значением по всем полимер-гомологам. Напротив, все молекулы данного белка одинаковы, они имеют вполне определенный молекулярный вес, состав и первичную структуру. [c.118]

Успехи бурно развивающихся в последние десятилетия отраслей химии, пограничных с биологией, дали возможность оценить подлинную роль углеводов и в самом процессе жизнедеятельности. Углеводы в виде разнообразных производных входят в состав клеток любого живого организма, выполняя здесь роль конструкционного материала, поставщика энергии, субстратов и регуляторов специфических биохи.чических процессов. Соединяясь с нуклеиновыми кислотами, белками и липидами, углеводы составляют те сложные высокомолекулярные комплексы, которые лежат в основе субклеточных структур и представляют собой основу живой материн. Они являются первичными продуктами фотосинтеза, т. е. первыми органическими веществами в кругообороте углерода в природе и служат мостом между минеральными соединениями и миром органических веществ. [c.6]

Синтез некоторых в г -триазоло[4,5- ]пиримидиновых аналогов биологически важных пуринов, входящих в состав нуклеиновых кислот, осуществлен Роблином с сотр. [33] в 1945 г. Наиболее широко была изучена биологическая активность одного из полученных ими соединений — 5-амино-7-окси-в г -три-азоло[4,5- ]пиримидина (XVI). Он оказался эффективным по отношению к экспериментальным опухолям [34]. 5-Амино-7-окси-в ц-триазоло[4,5-<Лпири-мидин был введен в структуру нуклеиновых кислот некоторых биологических систем [35—38] и интенсивно изучался в качестве противоопухолевого средства [39, 40]. Имеется несколько обзоров, посвященных биохимии и фармакологии 8-азагуанина (XVI) [41,42]. [c.337]

Гетероциклические основания, входящие в состав обычных компонентов нуклеиновых кислот, являются квазиароматическими соединениями (см. гл. 3), для которых условием эффективного взаимодействия л-электронов в кольце является к рданарность входящих в него атомов. Соответственно этому остатки гетероциклических оснований нуклеиновых кислот можно в первом приближении считать плоскими, что и используется обычно в современных пространственных моделях структуры нуклеиновых кислот и нуклеотидов. [c.124]

Химическая структура нуклеиновых кислот различного происхождения неодинакова. Нуклеиновые кислоты цитоплазмы и ядра клетки отличаются друг от друга по своим химическим особенностям. Имеются основания полагать, что качественный состав нуклеиновых кислот клетки не остается постоянным, а зависит от условий среды, от процессов обмена веществ в клетке. Между тем структура нуклеиновых кислот остается, в основном, характерной для каждого живого существа и определяет специфичность синтезирующихся в них белков. Более того, известно, что вирусы и бактериофаги, состоящие, в основном, из специфических для каждого из них нуклепротеидов, при внедрении их нуклеиновых кислот в поражаемые клетки, в случае благоприятных условий для размножения, включаются в ферментные системы, осуществляющие синтез белков, и изменяют обычный для клеток синтез белковых веществ. Все эти факты свидетельствуют о том, что нуклеиновые кислоты активно участвуют в процессах биосинтеза белков. Это, однако, еще не выявляет, в чем именно заключается роль нуклеиновых кислот. На этот счет существуют положения, которые находят свое экспериментальное подтверждение. [c.429]

Пиррол. Пиридин. Пиримидиновые и пзфиновые основания, входящие в состав нуклеиновых кислот. Представление о структуре нуклеиновых кислот. [c.505]

К первому из них относят теории биогенеза, отправным постулатом которых является специфика вещественной основы биологических систем, т. е. строго определенный состав элементов-органогенов и не менее определенная структура входящих в живой организм химических соединений. Все особенности функционирования организмов, с позиций этих теорий, выводят из свойств конкретного биохимического состава организмов — белков, нуклеиновых кислот и других биополимеров. Решение проблемы биогенеза представители этого подхода видят в выяснении путей постепеннога усложнения органических соединений вплоть до белковоподобных [c.193]

Важное биологическое значение нуклеиновых кислот состоит в том, что они осуществляют хранение и передачу наследственной имформации, а также определяют синтез нужных белков в клетке я его регуляцию. По химическому строению нуклеиновые кислоты представляют собой линейные неразветвлет1ые) цепочки, составленные из остатков большого числа нуклеотидов указанных выше типов. Как и для белков, для нуклеиновых кислот характерна первичная и вторичная структура. Важнейшей характеристикой данной нуклеиновой кислоты является ее первичная структура, т. е. последовательность чередования входящих в ее состав четырех типов нуклеотидов. На стр. 442 и 443 для иллюстрации приведены фрагменты цепочек ДНК и РНК- [c.441]

Принцип метода иллюстрирует рис. 148. Фрагмент ДНК, по которому ведется отбор, например содержащий определенный ген, встраивают и размножают в плазмиде. Очищенные плазмиды дробят ультразвуком или линеаризируют действием рестриктаз, а затем меркурируют, как описано выше. Фрагментированные ДНК или РНК, из которых надлежит отобрать комплементарные участки, гибридизуют с ДНК меркурированных плазмид в условиях, когда последняя находится в избытке. Гибридные молекулы (вместе с молекулами ренатурпрованной плазмидной ДНК) вносят на колонку SH-сефарозы. При этом нити плазмидной ДНК через атомы ртути ковалентно связываются с сорбентом (на рис. 148 для ясности он изображен в виде ааштрихованных полосок у стенок колонки, тогда как в действительности он заполняет весь ее объем). Промывка колонки удаляет из нее не вошедшие в состав гибридов, т. е. пе комплементарные к плазмидной ДНК фрагменты нуклеиновых кислот. Затем следует элюция 97 %-ным формамидом нри повышенной темнературе. Двунитевые структуры диссоциируют, и очищенные комплементарные участки ДНК или РНК, не будучи связанными с матрицей, выходят из колонки. Остающуюся в колонке меркурированную плазмидную ДНК можно снять, как обычно, элюцией -меркаито-этанолом. [c.438]

Химия нуклеотидов является одним из самых молодых разделов органической химии. Хотя первые представители этого важного клаюса были известны в более нли менее индивидуальном состоянии еще Либиху, который в 1847 г. описал так называемую инозиновую кислоту, и Мишеру, впервые выделившему нуклеиновую кислоту, тем не менее подлинному развитию химия нуклеотидов обязана последним 10—15 годам. В 1909 г. Левин, работы которого знаменуют первый период развития химии нуклеотидов, впервые выделил инозин из нуклеиновых кислот и в последующие годы (1910—1930) получил другие мономеры, входящие в состав нуклеиновых кислот, определил их состав и основные черты строения. Решающее значение для развития химии нуклеотидов имели работы, начатые в 1942 г. А. Тоддом, которым было окончательно установлено строение мономерных нуклеотидов и осуществлен их синтез, выяснены основные черты структуры полимерных нуклеотидов, осз ществлен синтез многих мононуклеотидов, являющихся коэнзимами важнейших ферментных систем. Приблизительно в это же время биохимиками и биологами была выяснена в общих чертах и биологическая роль нуклеотидов, их участие в важных процессах жизнедеятельности. Развитие химии нуклеотидов продолжается во все нарастающем темпе и трудно найти какой-либо другой раздел химии природных соединений, который в последние годы развивалоя бы так стремительно. [c.173]

Классическая биохимия изучала главным образом жизненно важные процессы в организмах растений и животных с участием органических соединений — белков, углеводов, жиров, нуклеиновых кислот, витаминов, гормонов и др. Она практически не касалась вопросов о воздействии на эти молекулы (и на их биологические функции) многообразных неорганических соединений, поступающих в организм с питательными веществами или другим путем. Сегодня стало очевидным, что в живых организмах присутствуют соединения всех элементов периодической системы, которые в ничтожных, некоторые — минигомеопатических количествах, изначально присутствовали в живых организмах с момента зарождения жизни на Земле, так как попадали тем или иным путем в водоемы, воздух и на луга, а оттуда в организмы животных и растений. В настоящее время, когда техническая деятельность человека и разрущение земных покровов приняло порой неразумные и даже катастрофические размеры, в окружающую среду попадают уже не гомеопатические, а макрогомеопатические количества соединений всех элементов периодической системы, которые, безусловно, оказывают сильнейшее воздействие на жизнь. Поскольку остановить все более стремительное развитие техники и разрушение данной от природы структуры Земли, водных покровов и воздушного океана невозможно в силу того, что это есть следствие развития естественных потребностей человека, крайне необходимо изучать и знать, как состав окружающей среды взаимодействует с биологическими структурами человека, животных и растений и какие непредсказуемые последствия может вызвать. [c.182]

Пуклеопротеины состоят из белков и нуклеиновых кислот. Последние рассматриваются как простетические группы. В природе обнаружено 2 типа нуклеопротеинов, отличающихся друг от друга по составу, размерам и физико-химическим свойствам,— дезоксирибонуклеопротеины (ДНП) и рибонуклеопротеины (РНН). Названия нуклеопротеинов отражают только природу углеводного компонента (пентозы), входящего в состав нуклеиновых кислот. У РНП углевод представлен рибозой, у ДНП—дезоксирибозой. Термин пуклеопротеины связан с названием ядра клетки, однако ДНП и РНП содержатся и в других субклеточных структурах. Следовательно, речь идет о химически индивидуальном классе органических веществ, имеющих своеобразные состав, структуру и функции независимо от локализации в клетке. Доказано, что ДНП преимущественно локализованы в ядре, а РНП —в цитоплазме. В то же время ДНП открыты в митохондриях, а в ядрах и ядрышках обнаружены также высокомолекулярные РНП. [c.86]

Среди природных соединений важное место занимают углеводы. Они участвуют в построении живых структур, служат материалом для биосинтеза соединений других классов, им принадлежит важная роль в биоэнергетике клетки. Углеводы входят в состав физиологически активных гликозидов, нуклеиновых кислот, полисахаридов, гликолипидов и гликопротеидов. С ними связаны имму-нохимические свойства тканей, специфические реакции организма на внешние химические раздражители. Многочисленные превращения углеводов все шире используются промышленностью для получения синтетического волокна, в гидролизном производстве и пищевой промышленности. [c.3]

В клетках, составляющих живое вещество, содержатся особые высокомолекулярные нуклеиновые кислоты, связанные с белком, видимо, водородными связями. В течение последних десятилетий были изучены состав и строение нуклеиновых кислот и установлена их роль в биосинтезе белка. Ядра клеток содерл<ат дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), анализ продуктов гидролитического расщепления которой показал, что это слол ное вещество, содерлощее 1>-дезоксирибозу, фосфорную кислоту и смесь веществ гетероциклической структуры — производных пурина — аденина и гуанина и производных пирами-дина — тимина и цитозина. В плазме же клеток содержатся рибонуклеиновые кислоты (РНК), в составе которых обнарул<ены /З-рибоза, фосфорная кислота и гетероциклы — аденин, гуанин, цитозин и урацил (вместо тимина). [c.264]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология