Влияние pH на структуру полинуклеотидов

ВЛИЯНИЕ pH НА СТРУКТУРУ ПОЛИНУКЛЕОТИДОВ [c.274]

Как уже указывалось выше, характер возбужденного состояния, через которое протекает фотореакция полинуклеотидов, может быть различным в зависимости от целого ряда факторов, влияющих на электронное распределение влияния заместителей, степени полимерности полинуклеотида, наличия и характера высших структур и т. д. щ Анализ кинетических данных пока- [c.641]

Необходимую структурную информацию очень трудно извлечь даже из данных для простых гомополимеров, поэтому представляется нецелесообразным использовать их в качестве модели для изучения полинуклеотидов. Однако легко синтезировать олигонуклеотиды длиной от двух до шести звеньев, содержащие как обычные основания, так и самые разнообразные их аналоги. Используя такие олигонуклеотиды, удается исследовать влияние на их структуру нуклеотидного состава и последовательности оснований, а также зависимость различных характеристик от длины цепи. [c.248]

Рассмотрим вначале вопросы статистической термодинамики образования двойной спирали. Природные ДНК и РНК и даже гомогенные по последовательности синтетические полинуклеотиды столь сложны, что попытки разграничить типы термодинамических взаимодействий, ответственных за образование упорядоченных структур, оказываются безуспешными. Прекрасной моделью для исследования таких взаимодействий являются олигонуклеотиды, поскольку их длина может изменяться в любых пределах. Рис. 23.1. иллюстрирует конкретные вопросы, которые можно исследовать, используя олигонуклеотиды. Как велико влияние последовательности на стабильность двойной спирали Как сказывается на стабильности наличие одноцепочечных концов, одноцепочечных петель, разрывов в одной или обеих цепях Как влияет на стабильность структур со шпильками размер петли в шпильке В принципе следовало бы проверить влияние последовательности оснований (или по крайней мере нуклеотидного состава) на все эти эффекты. Хотелось бы также найти значения свободной энергии для каждого из десяти специфических взаимодействий между соседними парами в двойной спирали и выяснить влияние на эти параметры различных конфигураций неспаренных оснований. [c.308]

Различие реакц. способности П. о. позволяет избирательно модифицировать их в составе полинуклеотидов. Такие р-ции лежат в основе определения нуклеотидной последовательности (первичной структуры) нуклеиновых к-т. Взаимод. с соседними основаниями, зависящие от локальной высшей структуры полинуклеотидов, оказывают влияние на скорость модификации П.о. при действии разл. агентов. В связи с этим сопоставление относит, скоростей модифшсации П. о. используется для изучения вторичной и третичной структуры нуклеиновых к-т. [c.530]

Влияние pH на конформации полинуклеотидных цепей в растворе обусловлено тем обстоятельством, что водородные связи, стабилизующие спиральную структуру, образуются в этих молекулах между группами, способными к ионизации, и поэтому ионизация хотя бы одной из групп, участвующих в об.разовании водородной связи, означает одновременно разрыв последней, что ведет к изменению конформации молекулы. В этом случае мы встречаемся с ярким примером специфических взаимодействий, о которых говорилось ранее применительно к полипептидам (см. 26, 27). Действительно, ионизация оснований, т. е. процесс отдачи или связывания протона (соответственно для кислотных и основных ионизуемых групп) осуществляется лишь при отсутствии водородных связей в спиральной форме такой процесс не имеет места. Пуриновые и пиримидиновые основания, входящие в ДНК и синтетические полинуклеотиды, образуют водородные связи между аминогруппой и атомом азота, включенным в цикл, с одной стороны, и группой —МН—СО — с другой. Отрицательные логарифмы констант диссоциации этих групп соответственно равны —2,9 (гуанин) 3,7—3,8 (аденин) 4,5—4,8 (цитозин) р/Скн-со 9,5—11,4 (гуанин, тимин, урацил). Поскольку аминогруппа присоединяет протон, а группа —NH—СО— отдает его, то первая заряжена при pH < рКш2 а вторая при pH > рКш-со- Таким образом, в диапазоне рК 2 < рН < / АГын-со пуриновые и пиримидиновые основания не заряжены, и здесь возможно существование спиральной конформации молекул. Интересный [c.372]

Ранее мы уже упоминали о влиянии ионизации пуриновых и пиримидиновых оснований на гинохромный эффект. Несмотря на то что эти изменения до некоторой степени являются результатом деформации я-электронных систем, вероятно, что главной причиной их возникновения служит увеличение горизонтального смещения или разъединения плоскостей оснований вследствие отталкивания одинаково заряженных пуриновых и пиримидиновых оснований. Далее, в случае любого полинуклеотида, по-видимому, проявляются два противополол<ных эффекта отталкивание заряженных фосфатных групп, уравновешенное взаимодействием пуриновых и пиримидиновых оснований. С точки зрения точной стереохимической структуры. молекулы, положение этого равновесия сильно зависит от степени ионизации фосфатных остатков (влияние ионной силы и природы присутствующих катионов), а также от состояния оснований. Энергия (АЕ) вандерваальсова взаимодействия для неполярных молекул обратно пропорцнональна шестой степени расстояния между молекулами (гдв), как это следует из приближенной формы [331 основного уравнения Лондона [c.527]

Конформация, принимаемая гомополинуклеотидами, определяется термодинамикой взаимодействий между мономерными звеньями и между мономерами и растворителем. Полидезоксирибонуклеотиды и полирибонуклеотиды различаются только присутствием или отсутствием 2 -гидроксильной группы в сахаре. Это различие, однако, оказывает глубокое влияние на предпочтительную конформацию рибозного кольца, которая в свою очередь влияет на статистические размеры одноцепочечных полинуклеотидов. Оно ответственно также за значительные различия в конформациях двойных спиралей, принимаемых комплементарными двухцепочечными РНК и ДНК. Поэтому не удивительно, что локальная структура различных гомополимеров, выявляемая при исследовании их оптических свойств, также зависит от наличия 2 -гидроксильной группы. Например, спектры КД ро1у(с1С) и ро1у(гС) существенно различаются по интенсивности (рис. 22.2). Поскольку оптические свойства ёС и гС почти одинаковы, можно быть совершенно уверенным, что эти спектральные различия связаны с различиями в структуре. Замена 2 -ОН- группы на 2 -ОМе приводит к образованию полимеров, весьма близких по своим свойствам к обычным полирибонуклеотидам. [c.243]

Оптические свойства одноцепочечных гомополинуклеотидов сравнительно нечувствительны к ионной силе в очень широком диапазоне, как это видно из рис. 22.2 для ро1у(гС). Структурные изменения наблюдаются лишь при очень высокой концентрации соли ( > 1 М), но в этой области чувствительность к ионной силе не является простым отражением электростатических эффектов. При таких концентрациях соли настолько меняется структура воды, что следует говорить, вероятно, о влиянии изменения растворителя. Отсутствие эффекта при более низких ионных силах означает, что у всех локальных структур, характерных для такого полинуклеотида, как ро1у(гС), среднее расстояние между соседними фосфатами должно быть примерно одинаковым. [c.244]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология