ДНК, антипараллельные цепи

Рис. 27-12. Схематическое изображение комплементарных антипараллельных цепей ДНК согласно модели Уотсона и Крика. Обратите внимание, что цепи отличаются дру от друга по составу оснований, а также по последовательности, если каждую пепь читать в направлении 5 -> 3. Отметьте, что соблюдаются равенства,

Рис. 2.16. Репликация двухцепочечной ДНК. При деспирализации ДНК возникает промежуточная разветвленная структура (репликативная вилка). Обе одиночные цепи ДНК имеют противоположную полярность (5 -+ 3 и 3 5 ). ДНК-полимеразы способны катализировать синтез только в одном направлении (5 З ). Поэтому синтез одной цепи может происходить непрерывно в направлении продвигающегося раскручивания двойной спирали. Другая же цепь должна синтезироваться в обратном направлении. Синтез начинается с образования короткого отрезка РНК, служащего затравкой (праймером) (у бактериофага Т7 это основания А-С-С-А). Затем ДНК-полимераза осуществляет синтез цепи ДНК длиной в 1000-2000 нуклеотидов, примыкающей к этой РНК. В конце концов РНК-праймер удаляется экзонуклеазой, брешь заполняется ДНК-полимеразой (й) и закрывается ДНК-лигазой (б). Такой механизм дробного , или прерывистого , синтеза ДНК с последующим связыванием отдельных отрезков позволяет объяснить репликацию ДНК на антипараллельной цепи.

П. комплементарности. Принцип структурной организации и биосинтеза двойных спиралей нуклеиновых кислот, согласно которому гетероциклические основания в антипараллельных цепях образуют комплементарные пары. [c.347]

Справа приведены две антипараллельные цепи ДНК. А, Т, Г, Ц - основания [c.45]

Антипараллельные цепи Параллельные цепи [c.335]

Двойная спираль — спираль, образованная двумя комплементарными антипараллельными цепями нуклеиновой кислоты. [c.87]

Общая схема строения микрофибрилл в настоящее время выяснена довольно полно (главным образом с помощью электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа), хотя целый ряд подробностей еще продолжает дискутироваться. Микрофибриллы представляют собой агрегаты из нескольких так называемых элементарных фибрилл, в которых молекулы целлюлозы вытянуты продольно, а в поперечном направлении плотно упакованы в высоко упорядоченную кристаллическую структуру. Элементарная фибрилла (рис. 8) представлена стержнем с почти квадратным сечением (угол при вершине 86,5°) и стороной 35 А, На сечение приходится 36 цепей целлюлозы . В поперечном сечении элементарной фибриллы молекулы целлюлозы упакованы в правильную решетку и соединены между собой водородными связями. Соседние молекулы ориентированы антипараллельно, т. е. направление гликозидных связей у них противоположно. Примыкающие одна к другой антипараллельные цепи целлюлозы организованы в пары, между которыми образуются особенно прочные водородные связи. У концов отдельных молекул возникают дислокации, в которых соседние молекулы претерпевают небольшой изгиб, после [c.153]

Как впервые указал Лайнус Полинг, одним из важных принципов формирования структуры белков является образование как можно большего числа водородных связей между группами С = 0 и N—И основной цепи. Простым примером может служить слой уложенных рядом вытянутых цепей (ф=о1з=180°), между которыми образованы водородные связн. Подобную структуру имеет полиглицин — ее до некоторой степени иллюстрирует рис. 2-6 (вверху слева). Обратите внимание, что на этом рисунке соседние цепи идут в противоположных направлениях, отсюда и название — антипараллельная (3-структура. Помимо того что антипараллельность цепей создает наиболее благоприятные условия для образования водородных связей между цепями, она еще способствует тому, чтобы цепь повернула и шла назад вдоль самой себя. Это очень важный фактор при формировании клеточных структур. [c.89]

На рис. 4-14 показано более детально, как связываются между собой субъединицы в димере инсулина, если смотреть на молекулу примерно вдоль оси симметрии 2-го порядка (отмеченной крестиком в центре кольца фенилаланина-25). Видно, что С-концы В-цепей вытянуты. Две антипараллельные цепи образуют р-структуру с двумя парами водородных связей. Если бы связывание было строго изологическим, эти две лары связей были бы полностью эквивалентными и располагались бы симметрично одна относительно другой. Прямая, проведенная через определенную точку на одной цепи и через ось симметрии 2-го порядка, должна была бы пройти через соответствующую точку на другой цепи. Однако, как показывает тщательный анализ, структура далеко не симметрична. [c.293]

С точки зрения термодинамики решетка у целлюлозы II более устойчива, чем у целлюлозы I, причем энергия упаковки наименьшая для антипараллельных цепей [172]. Изменение направления цепей возможно при получении целлюлозы II только из раствора целлюлозы I. Однако и в твердом состоянии, например при мерсеризации, хлопка происходит превращение целлюлозы I в целлюлозу II. В последнем случае также происходит сдвиг и некоторый поворот цепей вокруг продольных осей, но изменения направления цепей представить нельзя [197]. Фибриллярная структура целлюлозы рами при превращении ее в целлюлозу II, а также в целлюлозы III и IV не изменялась [170]. [c.74]

Если использована пленка из нативной целлюлозы с кристаллографическими плоскостями (101), параллельными поверхности пленки, то после поворота интенсивность полосы при 1317 см возрастает если же взята пленка с кристаллографическими плоскостями (101), параллельными поверхности пленки, то интенсивность этой полосы после поворота уменьшается [68]. Полученные данные свидетельствуют о том, что момент перехода полосы нри 1317 в спектре нативной целлюлозы по существу перпендикулярен к плоскостям (101). Полосу при 1317 слг можно отнести к веерным колебаниям группы СНг-Это отнесение согласуется с предположением об образовании межмолекулярной водородной связи между гидроксильной группой атома Сц в параллельной цепи и мостичным кислородом в соседней антипараллельной цепи [66]. [c.81]

Поскольку в этих опытах наблюдается появление отдельных полос, а не их уширение, что соответствовало бы набору молекул с различными плотностями, результаты опытов не согласуются с представлением о дисперсивной схеме репликации. Репликация по консервативной схеме привела бы к тому, что полоса —Ы сохранялась бы после любого числа делений на среде с МЧ Наилучшим образом согласуется с полученными экспериментальными данными полуконсервативная схема. Очевидно, ДНК при репликации разделяется на две части, однако нельзя считать доказанным, что этими частями являются две антипараллельные цепи, о которых идет речь в механизме, предложенном Уотсоном и Криком. К сожалению, в описанных экспериментах нельзя исключить возможности образования агрегатов. Если агрегаты действительно образуются, то с результатами опытов может быть согласована и консервативная схема репликации. Действительно, если предположить, что молекулы ДНК образуют димеры, то все результаты легко объяснить и с точки зрения консервативной схемы репликации. Однако другие эксперименты указывают на то, что механизм, при котором происходит разделение цепей, все же наиболее вероятен. [c.329]

Рассмотрим первую схему на фиг. 63. Можно ожидать, что в случае антипараллельных цепей относительная частота сочетания ТфА в одной цепи будет равна относительной частоте этого же сочетания в комплементарной цепи, и, следовательно, не должно наблюдаться корреляции между частотами различных сочетаний. Если же цепи направлены одинаково, то частота ТфА в одной цепи будет равна частоте сочетания АфТ в другой. Как можно видеть из табл. 16, в действительности наблюдается первая ситуация. Вообще можно предсказать следующие соотношения между частотами ближайших соседей, обозначенных в табл. 16 буквами в скобках а=а, б = д, в = и, г = н, е = е, ж = к, [c.335]

Рентгеноструктурный анализ показывает, что расположение белка и антипараллельных цепей РНК в рибосомах отличается от расположения, характерного для сферических вирусов. Подобно вирусам, рибосомы устойчивы к действию РНК-азы. Свободная же РНК рибосом расщепляется под действием этого фермента. Для РНК, находящейся в рибосоме, характерен гипохромный эффект, по величине равный наблюдаемому для свободной РНК. Следовательно, в рибосоме имеется вторичная структура. [c.369]

Складчато-слоистая структура с антипараллельными цепями характерна для таких фибриллярных белков, как фиброин щелка. На рентгенограммах этого белка четко обнаруживаются рефлексы, отвечающие периодам 6,97 и 9,4 А, что соответствует периоду идентичности вдоль полипептидной цепи и расстоянию между чередующимися эквивалентными цепями (9,5 А, согласно молекулярной модели). [c.100]

Как отмечено в гл. 4, для найлона-6 известны две хорошо установленные формы, структур которых получена из данных по рентгеновской дифракции. Вытянутая плоская форма (известная как а или А) образует моноклинные кристаллиты из антипараллельных цепей, связанных водородными связями [68]. Форму 7 (иногда называемую В) часто описывают как гексагональную или псевдогексагональную, хотя точнее ее относить к орто-ромбической форме [21], у которой плоскости амидных групп наклонены друг к другу под некоторым углом водородные связи образуются между параллельными цепями [75]. В моноклинной а-форме вследствие антипараллельной укладки ценей у(тг, 0)- и у(0, 7г)-комноненты полосы амид I хорошо разделены (см. рис. 5.5). В форме 7 разность частот у(0, 0) и у(т , 0) в соответствии с уравнениями (5.4) и (5.5) зависит от члена который очень мал, так как взаимодействующие амидные группы разде- [c.133]

Две антипараллельные цепи ДНК, Эти две цепи растут в разных направлениях, [c.164]

Как известно, ДНК построена из двух антипараллельных цепей. Следовательно, образование двух новых нитей в процессе репликации должно происходить с противоположных концов старых цепей, поскольку новые полинуклеотидные нити синтезируются путем последовательного присоединения дезо-ксирибонуклеозид-5 -трифосфатов к 3 -оксигруппам нуклеотидов, стоящих на концах новых цепей. а — участок двойной спирали ДНК перед репликацией б — цепи спирали расходятся в том месте, где будет проходить репликация в — новые цепи пристраиваются с противоположных концов старых нитей г — по окончании репликации образуются два совершенно одинаковых двуспиральных участка ДНК, каждый из которых включает одну старую и одну новую нить. (А — аденин, С — цитозин, G — гуанин, Т — тимин, Р — фосфат.) [c.487]

Характерной особенностью молекул более крупных белков является наличие четко выраженной р-структуры в центральной части молекулы. Примером может служить фермент карбоксипептидаза А, состоящий из 307 остатков (рис. 2-6, внизу) [26]. Р-Структура, изогнутая в виде лопасти левого пропеллера, образует своеобразную жесткую основу , к которой прикрепляются остальные части молекулы. Многие белки содержат как участки, имеющие параллельную р-структуру, так и участки с антипараллельной р-структурой. Для ряда крупных белков, например для глицеральдегидфосфатдегидрогеназы (334 остатка), характерно присутствие четко различимых доменов (двух или более), соединенных друг с другом шарнирными участками. [27]. Преобладающей структурой в каждом из двух доменов является складчатый р-слой (рис. 2-10), Обратите внимание, что ЫАО+-связывающий домен имеет почти всюду параллельную р-структуру, тогда как каталитический домен содержит как параллельные, так и антипараллельные цепи. Оба домена имеют а-спиральные участки, расположенные по обе стороны от центрального слоя. [c.96]

Были предприняты также попытки классифицировать белки, исходя из особенностей вторичной и третичной структуры. В соответствии с этим различают а-, 3-, а+ 3- и а/ 3-белки. а-Белки содержат только а-спирали (не менее 60%), 3-белю1 — только 3-структуры (не менее двух антипараллельных цепей), а+ 3-белки — те и другие структуры в пределах одной полипептидной цепи (пример—молекулы лизоцима), а класс а/ 3-белков содержит множество а- и 3-структур, чередующихся вдоль полипептидной цепи или домена (см. рис. 1.19). Домены создаются объединением и чередованием а-спиралей и 3-слоев, между которыми открываются более рыхлые структуры. [c.72]

Очевидно, что имеются две возможности организации двойной спирали — из параллельных и антипараллельных цепей (рис. 7.7). Справедливость второй модели доказана рентгенографическими а биохимическими данными. Цепи в двойной спирали антипзраллельны. [c.227]

Очевидно, что имеются две возможности организации двойной спирали — из параллельных и антипараллельных цепей (рис. 8.6). Вторая модель следует из рентгенографических данных Однозначное доказательство антипараллельности получено биохимическим методом [39]. Возможен редупликационный синтез [c.492]

Домены — более сложные уровни организации вторичной структуры. Они представляют собой обособленные глобулярные участки, соединенные друг с другом короткими так называемыми шарнирными участками полипептидной цепи. Д. Бирктофт одним из первых описал доменную организацию химотрипсина, отметив наличие двух доменов у этого белка. Каждый из них имеет цилиндрическую форму, образованную р-структурой, и состоит из 6 антипараллельных цепей. В один из этих доменов входят 139 аминокислот с Л -конца, другой — С-концевой включает в себя 115 аминокислотных остатков. [c.33]

Края антипараллельных ( -структур образованы особым видом вторичной структуры, которой называется -изгибом (реверсивным поворотом). р-Изгибы образуются четырьмя последовательно расположенными аминокнслотнымн остатками, как правило, образующими водородную связь 4- 1. Анализ показывает, что возможны даа основных вида (З-изгнбов (так называемые изгибы типа I и II, рис. 40), отличающихся ориентацией пептидного карбонила по отношению к средней плоскости 10-членного цикла. р-Й гибы — характерный элемент пространственной структуры природных и сиитети ческих олигопептидов, как линейных, так и циклических. Фрагмент 1 -структуры из двух антипараллельных цепей с [5-изгибом часто на-зыввют -шпилькой . [c.93]

На основании рентгеноструктурного анализа волокон ДНК и принципа ком-плементарности оснований в ДНК Уотсон и Крик пришли к заключению, что нативная ДНК состоит из двух антипараллельных цепей, скрученных в двойную спираль. Комплементарные основания А—Т и G—С образуют с помощью водородных связей пары внутри спирали, а гидрофильный сахарофосфатный остов располагается с наружной стороны макромолекулы. Пары оснований плотно уложены в стопку перпевдику-лярно длинной оси на расстоянии [c.890]

ДНК таких простых бактерий, как М. phlei, содержит примерно 10 пар оснований. Поскольку мы имеем дело со столь большим числом, необходимо обсудить возможность того, в какой мере наблюдаемые частоты ближайших соседей обусловлены чисто случайной последовательностью нуклеотидов в цепочке. Если последовательность нуклеотидов в цепочке является случайной, то относительная частота какого-либо определенного сочетания, например ТфА, должна быть равна произведению относительных частот / обоих мононуклеотидов, т. е. /т/а- Но полученная величина представляет собой также частоту АфТ. Так как содержание тимина и аденина в ДНК одинаково, то /т=/а- Таким образом, если последовательность оснований в ДНК является случайной, частоты ТфТ и АфА должны быть равны частотам ТфА и АфТ если воспользоваться обозначениями, принятыми в табл. 16, то это означает, что должны выполняться соотношения а = б=д = е. Аналогичные рассуждения в отношении других оснований приводят к соотношениям в = г = = ж=з, и = к = н = о, л = м = п = р, которые также должны выполняться при случайной последовательности оснований в цепочке. Мы видим, что предположение о случайном характере распределения оснований в цепочке приводит к предсказанию одинаковых относительных частот для каждой четверки соседних нуклеотидов, размещенных в четырех квадрантах табл. 16. Совершенно очевидно, что на самом деле это не так, из чего можно сделать вывод, что последовательность оснований в ДНК не может быть случайной, а обладает определенным своеобразием для каждого образца. Сравнение соотношений относительных частот, полученных для трех рассмотренных случаев, показывает, что соотношения, ожидаемые для случая двух параллельных цепей, содержатся среди соотношений, полученных для случайного распределения оснований, а среди соотношений, выведенных для случая антипараллельных цепей, встречаются такие, которых нет ни в одном из двух других случаев, [c.336]

Описанный выше эффект очень часто не проявляется в спектрах КР молекулярных кристаллов, возможно, в связи с тем, что значения dfi/dQ для молекулярных кристаллов намного меньше, чем для ионных (соответственно в молекулярных кристаллах меньше коэффициент поглощения). Однако это не является общим правилом, и отмеченный выше эффект может быть причиной появления плеча или хорошо разрешенных пиков с высокочастотной стороны полосы КР молекулярных кристаллов, как, например, SOg [124], НС1 [69] и H N [64]. Такое объяснение отчасти подтверждается тем, что аналогичные усложнения структуры спектральных полос наблюдаются в кристаллах без центра симметрии, например I N [64], и отсутствуют в спектрах КР кристаллов, которые состоят из антипараллельных цепей и, следовательно, не являются пьезоэлектрическими, например 1 N и Br N [64]. [c.400]

В структурах с вытянутыми или почти вытянутыми полипептидными цепями водородные связи могут образовываться между совпадающими по направлению (параллельными) или противоположно направленными (антипараллельными) цепями. Цепи имеют винтовые оси симметрии второго порядка, и при параллельной укладке в элементарной кристаллической ячейке находятся две пептидные группы, при антинар аллельной — четыре. Вследствие наличия оси второго порядка угол ф равен тс, а фазовый угол б равен О или тс. [c.124]

Из сопоставления наблюдаемых частот в спектрах найлона-6,6 и полиглицина I (вытянутая форма) Миядзава и Блоут [94] предложили конкретные значения констант vo, >1 и Х)/. При этом было сделано допущение, что для обоих полимеров Уц одинакбво. Чтобы обойтись без подобного допущения, Брэдбери и Эллиот [23] определили эти константы из сравнения спектров гомологического ряда поли-с1)-аминокислот (используя члены с нечетным числом СНа-групп), найлопа-2, -4, -6, -8 и -10 (первый из них больше известен ак полиглицин). Все эти полимеры образуют кристаллические структуры из антипараллельных цепей высшие члены ряда (6—10) существуют также в 7-форме, в которой цепи слегка сжаты, и имеют параллельную ориентацию (см. гл. 4). Спектры этих [c.126]

Исследование нуклеиновых кислот стало в последнее десятилетие одной из наиболее заманчивых областей в молекулярной биологии. С химической точки зрения как дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), так и рибонуклеиновая кислота (РНК) являются полинуклеотидами, основное звено которых состоит из фосфатной группы, сахара (рибозы или дезоксирибозы) и основания (пуринового или пиримидинового) основная цепь полимера представляет собой фосфоэфир, причем на одно повторяющееся звено приходится шесть атомов цепи в соответствии с моделью двойной спирали, предложенной Уотсоном и Криком [106]. В ДНК две антипараллельные цепи полинуклеотидов завернуты в спираль и соединены друг с другом водородными связями, образующимися между гетероциклами оснований. Макромолекула РНК представляет собой однотяжную спираль, вторичная структура которой определяется внутримолекулярными взаимодействиями. Полагают, что наиболее устойчивой из нескольких возможных структур является двутяжная спираль, образуемая участками одной и той же макромолекулы, подобная спирали ДНК, но участки с некомплементарными основаниями на периферии спирали образуют петли 1107, 108]. Для того чтобы лучше понять вторичную структуру нуклеиновых кислот, были приготовлены синтетические полинуклеотиды. Эти модельные соединения широко исследованы почти теми же средствами, что и синтетические полипептиды, моделирующие структуру белков. [c.118]

В настоящее время трудно отдать предпочтение какой-либо из этих моделей, так как имеются экспериментальные ф акты, подтверждающие присутствие отдельных деталей как одной, так и другой структуры. Так, например, наличие пространственной сетки водородных связей (отсутствие слоев ) -было показано в работе [14] при изучении термического расширения решетки уформы вдоль различных ее осей. В то же время факт сохранения планаксиальной текстуры в образцах поликапроамида после перехода а-формы в уфО Р У подтверждает наличие слоев и обязательное присутствие антипараллельных цепей в решетке. Единичные кристаллиты со структурой уформы возникают в пленках, полученных из растворов поликапроамида в муравьиной /кислоте [15, 16] 7-форма появляется и в единичных кристаллах, выращенных по методу Джейла [17, 18]. В этих кристаллитах плоскости 101 устанавли- [c.164]

Имеются два типа межмолекулярной водородной связи 1) лежащие в плоскости 101 ОЕЬгруппы при углероде Се антипараллельных цепей связаны с кислородным мостиком соседних параллельных цепей и 2) ОН-группы при углероде Со в плоскости 101 параллельных цепей [c.548]

ТОВ, которые ТОЛЬКО позднее соединяются в ковалентно связанные непрерывные цепи в результате действия ДНК-лигазы. Как показано на фиг. 105, такое предположение может разрешить дилемму одновременного роста обеих антипараллельных полинуклеотидных цепей. Если репликация ДНК представляет собой микроскопически прерывистый процесс, как предполагал Оказаки, тогда синтез обеих антипараллельных цепей А и В можно рассматривать как процесс, протекающий в результате одной химической реакции, катализируемой ДНК-полимеразой, а именно как процесс связывания З -ОН-группы самого последнего нуклеотида, который уже включился в образующуюся цепь, с 5 -а-фосфатом следующего нуклеозидтрифосфата, который должен присоединиться к цепи. Таким образом, все короткие фрагменты образующейся А-цепи будут расти в том же направлении, в каком происходит движение репликацион-ной Y-вилки, а все короткие фрагменты образующейся В-цепи будут расти в противоположном направлении. [c.213]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология