Последовательность нуклеотидов в полинуклеотидной цепи

Молекула ДНК состоит из мономеров, называемых нуклеотидами, которые удерживаются вместе химическими связями в линейной последовательности, называемой полинуклеотидной цепью или молекулой нуклеиновой кислоты. Каждый нуклеотид состоит из трех составных частей молекулы фосфорной кислоты, молекулы моносахарида дезокси-рибозы (см. разд. 13.6) и молекулы азотсодержащего соединения, называемого азотистым основанием. Молекулы моносахарида и фосфорной кислоты конденсируются, образуя длинные полинуклеотидные цепи [c.454]

КОГО подхода зависит от успешного разрешения двух проблем. С одной стороны, существенное значение имеет усовершенствование техники электронной микроскопии и методики приготовления образцов. С другой стороны, необходима разработка методов химической модификации ДНК, позволяющих избирательно пометить различные виды оснований. Важно, чтобы вводимая метка была достаточно хорошо видна при электронной микроскопии, т. е. модифицирующий агент должен содержать атомы тяжелых металлов (например, свинца, ртути, меди, урана). или функциональные группы, способные образовывать устойчивые комплексы с катионами этих металлов. Некоторые реагенты, по крайней мере частично удовлетворяющие поставленным требованиям, уже созданы они будут упомянуты ниже. Практическая проверка этого интересного подхода к установлению последовательности нуклеотидов в полинуклеотидных цепях, однако, пока еще не осуществлена. [c.83]

Под первичной структурой нуклеиновых кислот понимают порядок, последовательность расположения мононуклеотидов в полинуклеотидной цепи ДНК и РНК. Такая цепь стабилизируется 3, 5 -фосфодиэфирными связями. Поскольку молекулярная масса нуклеиновых кислот колеблется в широких пределах (от2 10" до 10 —10 ), установить первичную структуру всех известных РНК и особенно ДНК весьма сложно. Тем не менее во всех нуклеиновых кислотах (точнее, в одноцепочечной нуклеиновой кислоте) имеется один и тот же тип связи-3, 5 -фосфодиэфирная связь между соседними нуклеотидами. Эту общую основу структуры можно представить следующим образом [c.105]

Крик предложил отказаться от условия структурного соответствия обеих цепей и воспользоваться гипотезой адаптеров — промежуточных молекул, присоединяющих к себе аминокислоты и специфически сорбируемых на последовательности из трех нуклеотидов полинуклеотидной цепи (рис. 141). Гипотеза адаптеров снимает одно затруднение, так как структурное соответствие обоих [c.411]

Мы сразу же поняли, что строение ДНК может оказаться более сложным, чем строение а-спирали. В а-спирали одна полипептидная цепь (последовательность аминокислот) сворачивается в спираль, удерживаемую водородными связями между группами этой же цепи. Морис, однако, сказал Фрэнсису, что диаметр молекулы ДНК больше, чем это было бы, если бы она состояла только из одной полинуклеотидной цепи (последовательности нуклеотидов). Это навело его на мысль, что молекула ДНК представляет собой сложную спираль, состоящую из нескольких полинуклеотидных цепей, завернутых одна вокруг другой. В этом случае всерьез приниматься за построение модели можно было, только решив заранее, как соединены эти цепи друг с другом водородными свя- [c.37]

Обычно только поздно вечером, вернувшись домой, я пытался разгадать тайну оснований. Их формулы приведены в небольшой книге Дж. Н. Дэвидсона Биохимия нуклеиновых кислот , и у меня в Клэр был ее экземпляр. Поэтому я не сомневался, что правильно рисую крохотное изображение оснований. Мне хотелось расположить основания в центре молекулы таким образом, чтобы внешние цепи оказались совершенно регулярными, то есть чтобы сахаро-фосфатные группы каждого нуклеотида имели одинаковую пространственную конфигурацию. Но всякий раз, пытаясь решить эту задачу, я наталкивался на препятствие, заключавшееся в том, что у всех четырех оснований совершенно разная форма. Кроме того, у нас были причины считать, что последовательность оснований в любой полинуклеотидной цепи весьма нерегулярна. И если просто наугад скручивать две такие цепи, получалась чепуха. Основания покрупнее кое-где должны были соприкасаться, а там, где друг против друга располагались основания поменьше, между ними приходилось оставлять промежуток, ибо соответствующие участки остова недопустимо прогибались. Чтобы этого избежать, нужно было придумать какой-нибудь хитрый прием. [c.103]

ИЗ двух антипараллельных полинуклеотидных цепей. Наиболее важной особенностью предложенной структуры было спаривание оснований противоположных цепочек путем образования между ними водородных связей. Водородные связи (на рис. 2-21 они указаны пунктирными стрелками) могут образоваться лишь в том случае, если всюду вдоль структуры ДНК аденин образует пару с тимином (две водородные связи), а цитозин — с гуанином (три связи). Таким образом, последовательность нуклеотидов в одной цепи оказывается комплементарной, но не идентичной последовательности в другой цепи. Далее почти сразу же стало очевидно, что последовательность оснований в цепи ДНК содержит в себе закодированную генетическую информацию. Комплементарность двух цепей приводит к очень простому механизму репликации генов на протяжении всех клеточных делений. По этому механизму две цепи ДНК разделяются и вдоль каждой из них синтезируется новая комплементарная цепь, что дает в результате две молекулы ДНК, по одной на каждую из двух дочерних клеток. Принципиальную правильность этой схемы сейчас уже можно считать доказанной. [c.131]

Соотношение этих оснований и последовательность их расположения вдоль полинуклеотидной цепи различны в каждой нуклеиновой кислоте. Первичную структуру нуклеиновых кислот изучают практически так же, как и структуру белков кислоту расщепляют гидролизом и идентифицируют фрагменты. Именно таким путем после семи лет работы Р. Холли и сотрудники (Корнельский университет) определили точную последовательность 77 нуклеотидов в молекуле РНК одного из типов (стр. 1065). [c.1062]

Взаимосвязаны либо только рибонуклеотиды, либо дезокси-рибонуклеотиды, которые образуют соответственно РНК (рибонуклеиновую кислоту) или ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту). В состав молекулы ДНК входят два пуриновых основания— аденин (А) и гуанин (Г), а также два пиримидиновых основания — цитозин (Ц) и тимин (Т). В молекуле РНК вместо тимина находится урацил (У). Следующие друг за другом три азотистых основания или мононуклеотиды в полинуклеотидных цепях РНК или ДНК образуют триплеты, которые соответствуют какой-либо из аминокислот в молекуле белка, а также определяют ее место в цепи аминокислот, образующих белок. Таким образом, последовательность аминокислот в молекуле белка определяется последовательностью триплетов в молекуле ДНК и РНК Каждый триплет является единицей информации для синтеза белков. Каждая аминокислота кодируется несколькими триплетами. Так, аланин кодируется четырьмя триплетами — АУЦ, ГЦУ, ГЦЦ и ГЦГ. Такая возможность вытекает из того, что число комбинаций из четырех нуклеотидов равно 64 (4 = 64), а аминокислот всего 20. [c.43]

Первичная структура ДНК. Данная структура определяет закодированную в ней информацию, представляя собой последовательность чередования дезоксирибонуклеотидов в полинуклеотидной цепи. Хотя ДНК содержит всего четыре типа мономерных звеньев, количество возможных нуклеотид- [c.177]

Из наиболее трудных задач, решаемых в настоящее время, можно упомянуть анализ вирусной РНК с длиной цепи порядка 4500 звеньев и рибосомальной РНК кишечной палочки. Наибольшим достижением явилась расшифровка последовательности нуклеотидов в пределах целого гена (387 звеньев) в вирусной РНК. Для анализа ДНК эта программа еще практически не осуществлялась. Та часть цепи, к-рая кодирует белки, нам известна, т. к. можно определить структурные ф-лы белков (это сделать гораздо легче), а генетич. код изучен. Но в полинуклеотидной цепи имеются дополнительные участки, служащие целям регуляции — запускающие редупликацию и транскрипцию, помогающие управлять этими процессами, а также и другими не менее важными генетич. процессами (напр., рекомбинацией — образованием смешанного потомства). Изучение структурных формул Н. к. обещает пролить свет на многие неизвестные стороны биологич. явлений. [c.196]

Наконец, олиго- или полинуклеотид может служить матрицей , которая определяет последовательность нуклеотидов в образующемся полимере и сама не входит в состав продукта реакции. При матричном синтезе продукт реакции является комплементарной копией полинуклеотидной цепи матрицы. Этот случай наблюдается в реакциях, катализируемых ДНК-полимеразой, РНК-поли-меразой и РНК-синтетазой. [c.99]

ДНК/ДНК-гибридизация гомологичные последовательности нуклеотидов в ДНК разных видов. Как мы уже говорили, при нагревании изолированной ДНК две полинуклеотидные цепи расходятся в результате разрыва водородных связей. Такая денатурация (или плавление ), приводящая к образованию одиночных цепей, обратима при очень медленном охлаждении препарата будет происходить спаривание и реассоциация комплементарных участков. Если смешать короткие фрагменты денатурированных ДНК, полученных из двух различных, но близких между собой видов бактерий, при температуре выше точки их плавления и затем медленно охладить смесь, тоже будет происходить реассоциация. Двойные спирали, образовавшиеся из одиночных цепей ДНК двух разных организмов, называют гетеродуплексными молекулами. Для того чтобы в эксперименте можно было проследить за образованием гетеродуплексов, нужно, конечно, пометить ДНК одной из бактерий тяжелым или радиоактивным изотопом. [c.41]

Рибосома начинает читать мРНК со строго определенной точки ее последовательности, а именно с той, с которой начинается ее кодирующая часть. Как уже отмечалось, эта точка вовсе не есть самый крайний 5 -концевой нуклеотид мРНК, а как правило, расположена на определенном удалении, иногда значительном, от начала полинуклеотидной цепи. Рибосома должна каким-то образом узнать начальную точку считывания, связаться с ней, и только тогда начать трансляцию. Комплекс событий, обеспечивающих процесс начала трансляции, обозначается как стадия инициации. В инициации принимают участие специальный инициаторный кодон, инициаторная тРНК и белки, называемые факторами инициации. [c.56]

Рассматривая далее роль РНК в синтезе белка, полезно вернуться к описанной выше структуре дрожжевой транспортной РНК. Ее наиболее интересной особенностью является наличие неспаренных оснований в месте перегиба полинуклеотидной цепи. Для того чтобы было возможно образование спиральной структуры, в этом месте должны разместиться минимум три нуклеотида, у которых основания не связаны водородными связями. Эти три (или большее число) нуклеотида могут, весьма вероятно, играть решающую роль при включении той или иной конкретной аминокислоты в аминокислотную последовательность синтезируемого белка. Можно, например, представить себе, что код аминокислотной последовательности передается от информационной РНК к транспортной РНК путем образования водородных связей между указанными неспаренными основаниями и соответствующими основаниями информационной РНК. Если остальная часть молекулы транспортной РНК способна соединиться с определенной аминокислотой, предварительно активированной ферментом, то в результате данная аминокислота будет перенесена к определенному месту РНК-матрицы. [c.144]

Последовательное отщепление остатков нуклеотидов с концов полинуклеотидной цепи может быть осуществлено и при действии ферментов — экзонуклеаз (обзор — см.о которых уже упоминалось выше . Некоторые сведения о наиболее широко применяемых ферментах такого рода приведены в табл. 1.2. [c.66]

Это означает либо, что между активными тройками нуклеотидов, символизирующими аминокислотные звенья, должны быть как бы разделяющие запятые, либо что чтение последовательности нуклеотидов происходит постепенно от начальной точки цепи к ее концу. Как мы увидим дальше, синтезируемая белковая цепь нарастает постепенно от одного конца к другому в течение вполне заметного времени. Поэтому вполне естественно, что набор аминокислот на полинуклеотидной матрице происходит постепенно, начиная с определенной точки цепи нуклеиновой кислоты. [c.412]

Масса рибосом Е. соИ составляет приблизительно 2,7-10 дальтон около 65% ее веса приходится на долю РНК, остальные 35%—на белок. В эукариотических клетках масса рибосом больше, чем в бактериальных, приблизительно в 1,6 раза (4,3-10 дальтон). При определенных условиях, и в частности при низкой концентрации ионов Mg2+, цельные рибосомы (для бактерий это 708-рибосомы) диссоциируют на две субчастицы неодинакового размера — 30S- и 505-рибо-сомные субчастицы. 508-субчастица приблизительно в два раза больше 308-субчастпцы в ее состав входят две молекулы РНК (23S и 5S) (табл. 15-4). Меньшая (30S) субчастица содержит одну молекулу 16S-PHK, полинуклеотидная цепь которой включает 1700 нуклеотидов ее длина (если ее целиком распрямить) может превысить 500 нм. Нуклеотидная последовательность этой РНК полностью расшифрована. [c.227]

Энзиматический метод секвенирования основан на энзиматическом введении нуклеотида, терминирующего полинуклеотидную цепь (рис. 5.4). В этом случае обычно используют дидезоксирибо-нуклеозидтрифосфаты, в которых дезоксирибоза-З -ОН, представленная в нормальных нуклеотидах, отсутствует. Такой модифицированный нуклеотид, внедряясь в цепь ДНК с помощью ДНК-полимеразы, блокирует присоединение следующего нуклеотида. Синтез in vitro молекулы ДНК в присутствии затравки (праймера) и небольшого количества одного из таких модифицированных нуклеотидов приводит к образованию фрагментов ДНК в виде лесенки . Если для получения таких фрагментов применять меченую ДНК (обычно проводят четыре реакции синтеза с использованием различных нуклеотидов, терминирующих цепь), а электрофоретический анализ проводить на четырех дорожках геля, то можно определить последовательность нуклеотидов. В настоящее время используют модифицированный метод, сводящийся к флуоресцентному анализу наборов фрагментов ДНК в процессе движения по одной дорожке геля. [c.109]

Палиндромные последовательности, которые распознаются рестрицирующими эндонуклеазами типа Пив которых происходит расщепление молекулы ДНК, называются сайтами узнавания. Помимо рестриктаз, гидролизующих (расщепляющих) полинуклеотидную цепь с образованием линюгх концов, существуют рестрик-тазы, которые вносят разрывы в цепи строго друг против друга с образованием фрагментов ДНК с тупыми концами (рис. 4.3). Сайты узнавания могут состоять из четырех, пяти, шести, восьми или более пар нуклеотидов (табл. 4.1). От длины сайта узнавания зависит частота его распространения в молекуле ДНК в большинстве случаев используют рестриктазы, узнающие тет-ра- и гексануклеотиды. [c.53]

Эти задачи сводятся в сущности к последовательному фосфорилированию нуклеозидов, причем фосфорилирующим агентом должен служить нуклеотид, который тем самым займет соседнее место в создающейся полинуклеотидной цепи. Поскольку методы фосфорилирования в настоящее время развиты достаточно хорошо, то главной задачей при разработке методов синтеза полинуклеотидов является осуществление изби- [c.254]

Однако для решения этого волроса требуется накопить больше фактического материала, для чего необходимо прежде всего разработать методы, которые позволили бы определя ть последовательность нуклеотидов в полинуклеотидной цепи ДНК. [c.260]

Между этими структурами в строго определенной последовательности располагаются все остальные нуклеотидные остатки, среди которых на долю минорных нуклеотидов приходится до 10%. Полинуклеотидная цепь разных типов тРНК содержит около 75 нуклеотидов. [c.106]

Генетический материал любой клетки представлен ДНК, информационные свойства которой определяются специфической последовательностью четырех нуклеотидов в полинуклеотидной цепи. Полуконсервативный механизм репликации ДНК, в результате которого из одной родительской двухцепочной молекулы образуются две дочерние молекулы, содержащие по одной родительской и одной вновь синтезированной комплементарной полинуклеотидной цепи, наилучшим образом обеспечивает идентичность исходной и синтезированных молекул и, следовательно, сохранность видоспецифической наследственной информации в ряду поколений клеток и организмов (см. гл. 4). Частота ошибок, возникающих в процессе репликации, порядка 10 . [c.142]

Химическая структура нуклеиновых кислот будет описана в 2.3. Здесь же уместно кратко описать основные принципы, заложенные в структуре молекулы ДНК, которые обеспечивают возможность самокопирования ДНК независимо от нуклеотидной последовательности. При делении клетки информацию, заложенную в молекулах ДНК этой клетки в виде определенной последовательности нуклеотидов, необходимо передать двум вновь образованным дочерним клеткам. Поэтому из одной молекулы ДНК перед клеточным делением должно образоваться две с той же нуклеотидной последовательностью. В живых организмах ДНК в период между ее удвоением всегда существует в виде двух связанных друг с другом полинуклеотидных цепей (нитей). Связь эта осуществляется в результате того, что каждый из четырех составляющи. ДНК типов нуклеотидов резко предпочтительно взаимодействует с одним из тре.ч остальных. Поэтому нуклеотидные последовательности этих нитей взаимно однозначно соответствуют друг другу, или, как принято говорить, комплементарны друг другу. Следовательно, каждая цепь содержит информацию о комплементарной нуклеотидной последовательности другой цепи. Будучи разделенными, цепи со.чраняют необходимую информацию для построения из нуклеотидов новы.к комплементарны. цепей и, таким образом, осуществляют воспроизведение информации, заложенной в двуспиральной структуре. Процесс самоудвоения ДНК, т.е. образования двух новых двуни-тиевых молекул ДНК, идентичных первоначальной молекуле, называют репликацией ДНК. Химические события, лежащие в процессе репликации, состоят в последовательном присоединении нуклеотидов друг к другу. Этот процесс в живых организмах осуществляет специальный фермент — ДНК-полимераза. Изучение свойств и механизмов функционирования этого фермента в клетке показало, что он работает только в присутствии материнской двуспиральной ДНК. Цепи материнской ДНК направляют образование новых комплементарных цепей, т.е. на каждой стадии роста новой цепи осуществляют отбор одного из четырех мономеров и присоединения его к растущей цепи. [c.18]

Хотя нуклеиновые кислоты содержат всего четыре типа мономерных звеньев, множество мыслимых нуклеотидных последовательностей превосходит таковое для белков вследствие существенно большей длины полинуклеотидных цепей. Так, сравнительно небольшая ДНК митохондрий представляет собой две по-линуклеотидньге цепи, каждая из которых содержит до нескольких десятков тысяч связанных между собой нуклеотидов. В хромосоме Е.соИ число нуклеотидов в каждой из двух полинуклеотидных цепей составляет около четырех миллионов. [c.53]

В большом числе случаев для функционирования белков и нуклеиновых кислот необходимо, чтобы несколько полимерных цепей были соединены в единый комплекс. В Случае чисто белковых образований такой комплекс также рассматривается как белок, состоящий из нескольких субъединиц. Субъединичная структура белков часто фигурирует в научной литературе как четвертичная структура, т.е. как уровень организации, следующий за третичной структурой. Нуклеиновые кислоты с комплементарными последовательностями нуклеотидов образуют двуспиральные структуры. При определенных структурных особенностях могут образовываться и структуры, содержащие три цепи,— тре.хспиральные структуры. Наконец, многие функционально значимые образования содержат как белки, так и нуклеиновые кислоты такие образования называют нуклеопротеидами. В основе образования нуклеопротеидов лежат высокоспецифичные взаимодействия между соответствующими полипептидными и полинуклеотидными цепями, т.е. способность молекул биополимеров к взаимному узнаванию. [c.102]

Уже говорилось, что важной особенностью уотсон-кри)говских взаимодействий является их малая зависимость от последовательности нуклеотидов в одной из полинуклеотидных цепей. В случае же некоторых специфических пос.медова ге. 1Ь- [c.105]

Нагревание полинуклеотида LII при температуре несколько ниже температуры плавления и последующее медленное охлаждение приводит к образованию циклической структуры LIII за счет нековалентного взаимодействия комплементарных липких концов . Такая структура может быть обнаружена с помощью электронной микроскопии. Этот прием был использован для доказательства того, что концевые участки полинуклеотидных цепей ДНК фагов ТЗ и Т7 имеют одинаковую последовательность. Пользуясь сочетанием гибридизации и циклизации , можно различить вирусные ДНК, содержащие уникальную последовательность нуклеотидов и представляющие набор циклически переставленных фрагментов 74 (см. стр. 32). [c.63]

Задача установления нуклеотидной последовательности является весьма сложной практически она успешно решена пока лишь в случае относительно низкомолекулярных РНК, таких, как тРНК и 5S РНК. Имеющие в настоящее время практическое значение методы установления последовательности нуклеотидов в полинуклеотидной цепи основаны на частичном расщеплении полинуклеотидов. Поэтому перед рассмотрением основных принципов, с помощью которых производится установление строения полинуклеотидов, и применением этих принципов к различным типам природных нуклеиновых кислот целесообразно коротко остановиться на используемых методах избирательного расщепления полинуклеотидной цепи. [c.64]

Как химические, так и ферментативные методы определения последовательности нуклеотидов поочередным отщеплением концевых мономеров полинуклеотидной цепи имеют свои ограничения при химическом методе это связано с неколичественным протеканием процесса и частичным расщеплением псевдоуридина под действием перйодата, при ферментативном — с отдельными разрывами фосфодиэфирных связей в середине полинуклеотидной цепи (за счет примесей других ферментов). Вследствие этого редко удается определить таким образом последовательности более 5—6 остатков нуклеотидов метод, однако, широко применяется для анализа олигонуклеотидов, образующихся при частичном расщеплении цепи РНК. [c.68]

Анализ нуклеотидной последовательности РНК — система методических приемов, позволяющих установить первичную структуру РНК, т. е. порядок чередования нуклеотидных звеньев в полинуклеотидной цепи ГОК. В этой области современная биохимия располагает значительными успехами — установлена последовательность нуклеотидов многих тРНК и 5S-PHK. Именно эти РНК оказались весьма удобны.ми объектами для подобного рода исследований. Их молекулы представляют собой сравнительно короткие полинуклеотидные цепи и легко выделяются в виде иидивидуаль-ных фракций. [c.38]

Смотреть страницы где упоминается термин Последовательность нуклеотидов в полинуклеотидной цепи: [c.64] [c.51] [c.297] [c.133] [c.54] [c.46] [c.31] [c.142] [c.106] [c.45] [c.183] [c.310] [c.91] [c.52] [c.204] [c.228] [c.427] [c.411]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология