Матричные РНК первичная структура

Само существование фиксированной первичной структуры у белковой цепи доказывает, что в клетке должна быть заложена программа построения этой структуры. Текст не может возникнуть в результате случайных встреч аминокислот — подобно типографскому тексту он должен набираться на некоторой матрице. Это понимал уже Кольцов задолго до открытия роли нуклеиновых кислот. Он считал, что роль матрицы, ответственной за синтез белка, играет также белок. Сейчас мы знаем, что матрицами служат молекулы ДНК и РНК. Для набора текста необходим генетический код. Матричный принцип биосинтеза белка является основным для молекулярной биологии и молекулярной биофизики. [c.262]

Такое тонкое и относительно равномерное распределение фазы растворителя в матричной полимерной фазе можно было бы назвать первичной структурой двухфазных студней. [c.100]

Второе предельное состояние двухфазной системы — полное разделение фаз — практически достигается для полимерных систем только в тех редких случаях, когда полимерная фаза имеет невысокую концентрацию и соответственно низкую вязкость. В студнеобразующих системах расслоение фаз никогда не завершается, и их морфология представляет собой преимущественно смешанную картину описанной выше первичной структуры и структуры, возникающей при частичном разрушении матричной фазы. [c.100]

На рис. И1.10 показана электронная микрофотография студня диацетата целлюлозы, полученного осаждением из раствора диацетата целлюлозы в уксусной кислоте на поверхности водного раствора 35%-ной уксусной кислоты. Хотя матричная фаза и образует непрерывную сетку, отчетливо видны результаты локального разрушения первичной структуры в виде оборванных элементов сетки, уплотнений и даже отдельных изолированных фрагментов структуры. [c.107]

Репликация протекает только в присутствии уже готовой ДНК, которая выполняет роль матрицы — матричная ДНК, или ]ЩК-матрица. Поэтому процессы сборки новых цепей биополимеров на матрицах — молекулах нуклеиновых кислот — называют матричными биосинтезами. Первичная структура всех вновь синтезируемых молекул ДНК абсолютно идентична структуре ДНК-матрицы. [c.349]

Появление продуктов ПЦР, не соответствующих по размерам ожидаемым. Такой результат ПЦР чаще всего указывает на артефакт, но иногда может быть и открытием нового полиморфизма в матричной ДНК, возникшего в результате делеции или вставки. По крайней мере, подобный результат должен настораживать. Система амплификации на основе ПЦР, как и любая другая искусственная генетическая система, является вещью в себе , законы существования которой не вполне понятны. Это особенно относится к тем сложным случаям амплификации, когда в качестве матрицы используется ДНК целого большого генома, например, генома человека. В данном случае единственным доказательством того, что амплифицирован нужный локус, будет подтверждение происхождения продукта на уровне его первичной структуры. Быстрее всего убедиться в адекватности продукта можно путем исследования сайтов рестрикции. Однако, даже наличие предсказанных сайтов из-за сложности исследуемого объекта не дает полной гарантии того, что артефакта удалось избежать. Окончательным доказательством амплификации нужного генетического локуса может служить только полное секвенирование продукта ПЦР. [c.205]

Мне хотелось бы остановиться на вопросе, входящем в число проблем, охватываемых данным, симпозиумом, но не получившем на нем должного отражения. Это вопрос о роли радиа-ционно-химического синтеза. Заслушанные нами доклады, посвященные действию ионизирующих излучений на первичную, вторичную и надмолекулярную структуры ДНК и ДНП, лишь указали на возможность изменения матричной способности ДНК после облучения. [c.186]

Первичный источник энергии в биохимической эволюции. Вслед за В. П. Скулачевым [266] можно считать наиболее вероятным источником энергии во времена возникновения жизни свет. Этот вывод означает допущение первичности фотосинтеза, возникновения его в самом начале совершенствования систем энергетических превращений в биологических системах. Конечно же, речь не идет о процессе, подобном современному фотосинтезу. Ясно, что только избирательное поглощение излучения способно обеспечить энергией лишь определенные процессы, а не все реакции, как, например, при нагревании. В процессах, идущих в первичных матричных структурах, существование такой избирательности вполне вероятно. Для нуклеиновых оснований характерно сильное поглощение в области 260 нм, что соответствует (в расчете на 1 моль) порции энергии около 100 ккал. Это, конечно, слишком много, но для начала эволюционного совершенствования вполне терпимо. Основной результат поглощения света с такой длиной волны полинуклеотидными цепями — разрыв валентных связей [154], например, отрыв нуклеинового основания от рибозы, замена одного основания на другое. Вследствие интенсивных мутаций и обусловленных ими вариаций последовательности аминокислот в полипептидной цепи происходил отбор катализаторов, способствующих синтезу пигментов, которые поглощают видимое и ближнее инфракрасное излучение, соответствующее нужным квантам энергии. [c.105]

Синтез. Биосинтез Б. происходит в результате трансляции в субклеточных частицах-рибосолшх, представляющих собой сложный рибо-нуклеопротеидный комплекс. Информация о первичной структуре Б. хранится в соответствующих генах-участках ДНК-в виде последовательности нуклеотидоа В процессе транскрипции эта информация с помощью фермента-ДНК-зависимой РНК-полимеразы - передается на матричную рибонуклеиновую к-ту, к-рая, соединяясь с рибосомой, служит матрицей для синтеза Б. Выходящие из рибосомы синтезированные полипептидные цепи, самопроизвольно сворачиваясь, принимают присущую данному Б. конформацию, а также подвергаются модификации благодаря р-циям разл. функциональных групп аминокислотных остатков и расщеплению пептидных связей (см. Модификация белков). [c.253]

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]

В процессе укладки синтезированной полипептидной цепи, получившем название фолдинга —формирование нативной пространственной структуры, в клетках происходит отбор из множества стерически возможных состояний одной-единственной стабильной и биологически активной конформации, определяемой, вероятнее всего, первичной структурой. Описан ряд наследственных заболеваний человека, развитие которых связывают с нарушением вследствие мутаций процесса фолдинга (пигментозы, фиброзы и др.). Поэтому в настоящее время пристальное внимание исследователей приковано к выяснению зависимости между аминокислотной последовательностью синтезированной в клетке полипептидной цепи (первичная структура) и формированием пространственной трехмерной структуры, обеспечивающей белковой молекуле ее нативные свойства. Имеется немало экспериментальных доказательств, что этот процесс не является автоматическим, как предполагалось ранее, и, вероятнее всего, регулируется и контролируется также внутриклеточными молекулярными механизмами, детали которых пока полностью не раскрыты. Из клеток выделено несколько классов белков, названных шаперонами, или белками теплового шока, которые располагаются между М-концевым сигнальным пептидом и матричным белком. Предполагается, что основными функциями шаперонов являются способность предотвращать образование из полипептидной цепи неспецифических (хаотичных) беспорядочных клубков, или агрегатов белков, и обеспечение доставки (транспорта) их к субклеточным мишеням, создавая условия для завершения свертывания белковой молекулы. Эти результаты наводят на мысль о возможности существования второй половины генетического кода , определяя тем самым повышенный интерес [c.67]

Эти опыты открыли возможность для экспериментальной расшифровки всего генетического кода, при помощи которого информация от РНК передается на синтезируемый белок. Последовательность нуклеотидов РНК реализуется в специфической последовательности аминокислот синтезируемой полипептидной цепи. Опыты М. Ниренберга свидетельствуют также о том, что не рибосома и не рибосомная рРНК являются матрицей, на которой синтезируются специфические белки, а эту роль выполняют поступающие извне матричные РНК. Итак, ДНК передает информацию на РНК, которая синтезируется в ядре и затем поступает в цитоплазму здесь РНК выполняет матричную функцию для синтеза специфической белковой молекулы. Матричная гипотеза белка, как и других полимерных молекул ДНК и РНК (см. ранее), в настоящее время получила подтверждение. Ее правомочность была доказана в экспериментах, которые обеспечивали точное воспроизведение первичной структуры полимерных молекул. Этот [c.519]

Включение нуклеотида, не комплементарного матричному, деления или замена нуклеотида обычно приводят к образованию петли в двойной спирали ДНК (см. с. 230). В последующих репликациях ДНК петля исчезает вследствие полуконсерватив-иого синтеза, но первичная структура ДНК остается измененной. Наряду с образованием петель возможно образование пары, отличной от уотсон-криковской вследствие способности азотистого основания создавать необычные водородные связи (с. 231), а также вследствие таутомерии (с. 37). [c.283]

Естественный отбор среди таких циклов не может, однако, привести к возникновению отобранны.ч длинных макромолекул. Во-первых, вероятность безошибочного включесшя мономера в нолинуклеотидную цепь д (см. с. 541) не превышает 0,99. Следовательно, уже при V = 100 имеем ( = г " = (0,99)= 0,36. Во-вторых, селективная ценность, выра каемая величиной 1У,> не однозначно коррелирует с первичной структурой цепи. В цепи могут возникать мутации и матричный синтез может происходить с ошибками без того, чтобы параметр УУ, изменился. Матричная редупликация основана на узнавании отдельных единиц и их ближайших соседей. Таким образом, например, двойная мутационная замена [c.544]

Вопрос о способе возникновения первичной структуры белковой цепи в процессе матричного синтеза, идущего с необходимым участием других информационных макромолекул (молекул нуклеиновых кислот), представляет собой сложную физическую гфоблему. В связи с этим возникает физическая проблема генетического кода. Представление о генетическом коде исходит из предположения о существовании специфического молекулярного механизма превращения генетической информации в структурную функциональность белковых молекул. Это предположение имеет физический характер. [c.178]

Ряд физических проблем возникает в связи с функциональностью нуклеиновых кислот. Необходимо установить механизм конвариантной редупликации ДНК, механизм матричного синтеза РНК на ДНК и полипептидных цепей на комплексах мРНК с рибосомами. Необходимо решить проблему генетического кода — соответствия между первичной структурой ДНК (и, значит, мРНК) и первичной структурой белковой цепи. Недостаточно описать химизм биосинтеза белка, но следует выяснить физические и физико-химические механизмы и условия этого синтеза, в частности механизмы действия ферментов. Биофи. ика должна [c.488]

Включение некомплементарного матричному нуклеотида или делеция приводит, по-видимому, к образованию петли (см. стр. 499). В последующих поколениях вследствие полуконсер-вативного синтеза петля исчезает, но первичная структура ДНК остается измененной. Главная трудность при физико-химической трактовке таких ошибок связана с необходимостью выявить относительную роль термодинамических и кинетических факторов. [c.600]

Матричные РНК (мРНК) составляют около 2 % всей РНК клетки. Число мРНК, различающихся по первичной структуре, так же велико, как число разных белков в организме. Матричные РНК иначе называют информационными РНК (иРНК). [c.110]

Поскольку книга Дэвидсона вышла в свет в 1965 г., неудивительно, что в ней не отражены в полной мере некоторые существенные достижения в области нуклеиновых кислот, которыми были ознаменованы последние 1 /г—2 года. В частности, за это время была полностью расшифрована первичная структура пяти растворимых РНК, причем первичная структура одной из них, а именно валиновой РНК, была полностью выяснена у нас А. А. Баевым с сотрудниками. За это же время Крик в ряде статей опубликовал данные о том, что по крайней мере 62 из 64 кодонов кодируют хотя бы одну из 20 обычных аминокислот, входящих в состав белков. Кроме того, им выдвинута новая гипотеза о механизме взаимодействия 5-РНК, несущих соответствующие аминокислоты, с кодонами информационной или матричной РНК (так называемая у обл-гипотеза ). [c.5]

Сформулированный здесь принцип самонастройки, вероятно, важен для всей проблемы синтетических функциональных аналогов биополимеров. Суть идеи заключается в том, что матричный синтез, ведущий к созданию запрограммированных уникальных последовательностей звеньев в макромолекулах, в не слишком сложных вариантах можно обойти путем самонастройки макромолекул заданного состава с переменной первичной структурой. В этом случае благодаря существованию обратной связи между третичной и первичной структурами макромолекулы могут приобрести необходимую организацию, использур фактически метод проб и ошибок. [c.296]

Скорость установления равновесия фаз по составу и сам равновесный состав матричной фазы при студнеобразовании, естественно, различны для разных полимерных систем. Для некоторых систем, например для студнеобразной пленки нитрата целлюлозы, полученной растеканием ацетонового раствора этого полимера на поверхности воды (рис. П1.П), вязкость матричной фазы в процессе студнеобразования несколько ниже, чем в ранее рассмотренном случае ацетата целлюлозы. Поэтому наряду с вытянутыми элементами вторичной структуры наблюдается и частичная глобулизация отдельных участков матричной фазы. Однако общая морфология студня сохраняется и отчетливо отражает образование вторичной структуры студня в результате частичного разрушения исходной (первичной) структуры. [c.108]

Суммируя все сказанное относительно морфологии двухфазных студней, следует сделать вывод, что размеры структурных элементов этих студней, гетерогенных в принципе, могут существенно изменяться в результате того, что первичная структура, содержащая очень малые по размеру фазовые образования и при некоторых условиях рассмотрения принимаемая за гомогенную, может переходить во вторичную, отчетливо гетерогенную структуру вследствие частичного разрушения элементов матричной (полимерной) фазы и микросинерезиса (слияния отдельных участков низкоконцентрированной фазы). [c.109]

Таким образом, есть основания полагать, что одна из существенных причин радиационного блока эмбрионального развития (дифференцировки) состоит в возникновении, вследствие прямого и косвенного влияния облучения, количественного недостатка в матричных РНК. На фоне количественного угнетения синтеза РНК облучение могло бы вызывать и возникновение ошибок в первичной структуре мРНК, что также могло бы послужить причиной блокировки развития. Хотя этот эффект безусловно возможен, он, однако, не играет, как нам кажется, решающей роли, так как, по нашим данным, аналогичное блокирование развития вызывает актиномицин Д, подавляющий транскрипцию информации с ДНК на РНК. [c.182]

Рибонуклеиновые кислоты характеризуются одноцепочной молекулярной структурой. Полинуклеотидная цепь этих кислот нередко рассматривается как их первичная структура. Молекулы РНК имеют вид гибких, беспорядочно свернутых одинарных цепей. В зависимости от рн, ионного состава среды РНК в растворе содержат в молекуле участки в виде двойной спирали, возникающей при сворачивании цепочки на себя. В этих участках появляются водородные связи между азотистыми основаниями, находящимися в разных местах одной и той же нуклеотидной цепи. Такую структуру молекулы РНК )ассматривают как вторичную. Она установлена для НК в растворе. Но вторичная структура РНК в растиоре может соответствовать и не соответствовать конформации функциональных молекул РНК в клетках. Во всяком случае, если рибосомная и растворимая РНК и могут иметь вторичную структуру молекулы, то для матричной эта возможность ставится под сомнение. [c.141]

Первичная структура фермента, как и любого другого белка, определяется той информацией, которая записана в информационной (матричной) РНК (мРНК) и считывается с помощью трехбуквенного (триплетного) кода. Нуклеотидная последовательность мРНК в свою очередь определяется комплементарной последовательностью оснований ДНК-матрицы, т.е. соответствующего гена (см. гл. 38 и 40). [c.100]

Переломным моментом в развитии подходов к выяснению механизма биосинтеза белковых тел было установление сцепленности его с биосинтезом РНК (Ж. Браше, 1941 Т. Касперсон, 1941). Оно привело к созданию матричной схемы биосинтеза белков, являющейся фундаментом современных представлений в этой области. Матричный механизм биосинтеза полимеров, обеспечивающий безошибочное воспроизведение их первичной структуры, представляет одну из наиболее специфических черт живого. Он является превосходным примером тех принципиально новых закономерностей, которые сопровождают возникновение и развитие биологической формы движения материи малоэффективный механизм обычного химического синтеза, основанного на беспорядочном столкновении молекул, заменен здесь направленным, специфическим синтезом на шаблоне скорость его в миллиарды раз превьппает таковую в неупорядоченных системах. [c.279]

Матричный механизм биосинтеза белков. Общая схема матричного биосинтеза белковых тел представлена на рис. 93. Она складывается из трех подготовительных процессов—переноса вещества, энергии и информации в рибосому, и главного центрального процесса—сборки полипептидных цепей в рибосоме. Один из элементов указанной схемы (правая верхняя часть рисунка)—транскрипция (переписывание) информации о порядке расположения аминокислотных остатков в молекуле синтезируемого белка—рассмотрен ранее. Известно, что информация об этом закодирована в генетическом аппарате клетки последовательностью дезоксирибонуклеотидных остатков в молекуле ДНК. Будучи преобразована (транскрибирована) в последовательность рибонуклеотидных остатков в информативной части молекулы мРНК, синтезированной на ДНК в качестве матрицы, эта информация о первичной структуре белка поступает в рибосому. Здесь она переводится (транслируется) с полинуклеотидной последовательности в аминокислотную последовательность новообразуемого в рибосомальном аппарате белка. Два других процесса—перенос вещества (18 протеиногенных аминокислот и двух амидов) и. перенос энергии, необходимой для синтеза пептидных связей (левая верхняя часть рисунка), равно как и наиболее сложный процесс—сборка полипептидной цепи в активной, транслирующей рибосоме (центральная часть рисунка), нуждаются в детальной характеристике. Она дана ниже. [c.280]

Все типы РНК участвуют в биосинтезе белков, но их функции в этом процессе различны. Роль матрицы, определяющей первичную структуру белков, выполняют матричные РНК (мРНК). Основной постулат молекулярной биологии теперь можно представить так, как это изображено ниже [c.131]

Вообще говоря, частоты колебаний v( = 0) зависят от того, в какой фазе и в каком растворителе находится вещество, и убывают в ио-следовательности паровая фаза > в гексане > в ССЦ ( Sa) > в H I3 (например, для СНзСОСбНз эти частоты соответственно равны 1709, 1697, 1692, 1683 см- ) частоты колебаний в H I3 могут оказаться примерно иа 10—20 см- ниже, чем в ССЦ. Частоты колебаний веществ в КВг и других матричных фазах зависят от структуры кристалла (это в особенности относится к амидам), а также от наличия водородной связи (у кислот, первичных и вторичных амидов, имидов, мочевины и се производных и т. д.). В этих случаях полосы поглощения часто смещаются к более низким v на величину 30—40 см- или более по сравнению с соответствующими значениями для разбавленных растворов в H I3- Для более концентрированных растворов частоты принимают промежуточные значения в пределах этого сдвига. В результате сопряжения частоты колебаний v( = 0) понижаются примерно на 30 см при сопряжении с одной связью С = С (или арильным циклом) и еще на 15 см" при сопряжении с двумя двойными связями дальнейшее сопряжение почти не приводит к сдвигам частот. В этих случаях интенсивность полосы колебания v( = ) повышается и эта полоса расширяется ио сравнению с соединениями, в которых отсутствует сопряжение. Водородная связь также понижает частоту v( = 0), как, например, в оксикетонах, р-дикето- (енольных) структурах, о-амино- илп [c.213]

До сих пор мы не использовали для ЭО их выражение в форме ЛКАО (2.57), так что формулы (3.22)-—(3.26) не связаны с этой конкретной (и приближенной) форлюй ЭО. Таким образом, в принципе, можно было бы вообще отказаться от ЛКАО-формы ЭО и рассматривать истинные ЭО в качестве первичного базиса, по которому разлагаются собственные функции гамильтониана системы. Это часто делается в квантовой химии молекулярных цепочек С Н2п + 2- В таком случае в качестве основных параметров теорип фигурируют матричные элементы II в базисе из ЭО — а, рл и т. п., которые в полуэмпирическом варианте теории определяются из опытных данных. В силу строгой унитарной эквивалентности истинных ЭО и блоховских функций подобный подход, пожалуй, был бы даже более строгим и не нуждался бы в сопоставлении с методом сильной связи (см. разд. 3.6.1). Тем не менее такой путь построения теории все же не является целесообразным с точки зрения поставленных нами задач, поскольку мы желаем исследовать зависимость структуры полос от свойств атомов, а не от свойств связей. Кроме того, кристаллы с двухцентровыми связями А—В являются липхь частным случаем координационных кристаллов, так что такой подход страдал бы очевидным отсутствием общности. [c.95]

Наиболее естественным механизмом построения оболочек клеток, образования дискретных порций живого вещества в водной среде, является создание гидрофобных границ раздела. Поскольку речь идет об отграничении гидрофильных биохимических систем (ферменты, матричные молекулы и другие основные биохимические компоненты по необходимости гидрофильны) от окружающей водной среды, первичная гидрофобная граница могла образовываться лищь детергентами, т. е. веществами-пиб-ридами, содержащими гидрофильные группы, обращенные внутрь клетки, и гидрофобные группы, обращенные наружу. Таким образом, появление дискретных форм жизни — особей, клеток сопряжено с возникновением системы синтеза биодетергентов (например, фосфолипидов). Замечательным свойством детергентов является их способность образовывать дискретные структуры (пленки, мицеллы, коацерватные капли, пузыри, пену [94, 261, 422]. Эта способность обусловлена взаимодействием сравнительно небольших молекул детергентов друг с другом и с молекулами среды посредством ван-дер-ваальсовых и электростатических сил. Эволюционная необходимость детергентов и липидов, возможная роль коацерватных структур, появляющихся в смесях детергентов и белков в процессе возникновения жизни, рассмотрены А. И. Опариным и сотрудниками [94, 261]. [c.89]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология