Кислотность цитозина

Кислотный гидролиз препарата ДНК дал следующий состав оснований (в %) аденин — 24,0 тимин —33,0 гуанин — 23,0 цитозин— 20,0. Это весьма необычный результат. Укажите две его особенности и предложите возможные объяснения этого факта, исходя из особенностей структуры ДНК. [c.193]

Структура ДНК Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК)-макромолекула. При кислотном гидролизе она расщепляется на свои структурные элементы-дезоксирибозу, фосфорную кислоту и азотистые основания в эквимолярных соотношениях. В состав ДНК входят четыре различных основания два пуриновых (аденин и гуанин) и два пиримидиновых (цитозин и тимин). [c.33]

Одни из оснований нуклеиновых кислот обладают выраженными основными свойствами и протонируются в слабокислой среде, но депротонируются лишь в сильнощелочной другие основания, наоборот, являются слабыми кислотами и, образуя анионы в слабоосновной среде, протонируются только в сильнокислой. К первой группе принадлежат цитозин и аденин относящиеся к ним значения р/Са связаны с уравнениями (3) и (4). Ко второй группе относятся тимин и урацил, и их обычные значения р/Са связаны с уравнениями (5) и (6). Гипоксантин, ксантин и гуанин занимают промежуточное положение они протонируются при сравнительно высоких для этих соединений значениях pH согласно уравнению (3) и депротонируются согласно уравнению (5) при довольно низких для этих соединений величинах pH в щелочной области. В соответствии с этим их кислотно-основные свойства описываются двумя величинами рКа, из которых одна связана с первым процессом, а другая — со вторым. [c.178]

Ароматичность гетероциклов, правило Хюккеля. Основность и кислотность гетероциклов. Реакционная способность пиррола, пиридина, индола. Таутомерия а-окси- и а-аминопиридина, урацила, тимина, цитозина, аденина, гуанина. Водородные связи при ассоциациях гетероциклов, их окси- и аминопроизводных. Водородные связи в системах аденин — тимин, гуанин — цитозин. Понятие о ДНК и РНК, их биологическая роль. [c.191]

Так как основания классических рибонуклеозидов — адено-зина, гуанозина, цитидина и уридина — легко образуются при кислотном гидролизе, они уже давно были идентифицированы как аденин, гуанин, цитозин и урацил соответственно [17]. Анало- [c.15]

В течение многих лет результаты трудоемких и весьма грубых анализов нуклеиновой кислоты, проведенных первыми исследователями, указывали, как полагали, на эквимолекулярные отношения двух пуриновых (аденин и гуанин) и двух пиримидиновых (урацил и цитозин) оснований. Позже применение хроматографии на бумаге [222] и, в меньшей степени, ионообменной техники дало быстрые и относительно точные методы количественного определения компонентов рибонуклеиновых кислот. При гидролизе нуклеиновой кислоты щелочью образуются мононуклеотиды, которые могут быть затем разделены либо как таковые, либо в виде нуклеозидов, после дефосфорилирования. Кислотный гидролиз, напротив, дает пуриновые основания и пиримидиновые мононуклеотиды. Спектрофотометрическое определение подвергнутых разделению компонентов после элюирования их с бумаги (с применением электрофореза [223] или хроматографии) или с ионообменной смолы позволяет получать молярные соотношения оснований. [c.404]

Количественное определение пиримидиновых дезоксинуклеозид-3, 5 -дифосфатов и низкомолекулярных олигонуклеотидов, освобождающихся из дезоксинуклеиновых кислот при кислотном гидролизе в стандартных условиях (так называемый метод дифференциального распределительного анализа [411]) с применением поправок на вторичные гидролитические реакции привело к установлению распределения тимина и цитозина. Сравнение результатов для дезоксинуклеиновых кислот из различных источников показало, что распределение пиримидинов (а отсюда, возможно, и пуринов) варьирует в препаратах различного происхождения (и в различных фракциях одного и того же препарата). В общем по сравнению с цитозином значительно большая пропорция тимина встречается в виде одиночных звеньев, ограниченных пуриновыми, и около 70% всех пиримидиновых звеньев присутствует в виде олигонуклеотидных участков из трех и более рядом стоящих пиримидинов. Полученные результаты показывают, что распределение компонентов далеко не беспорядочно (хотя гетерогенность исследованных дезоксинуклеиновых кислот могла бы привести к появлению полной беспорядочности), причем выходы продуктов с низким молекулярным весом значительно ниже, чем предсказано математическими расчетами [411]. [c.433]

Можно заметить, что при протонировании адениновых и цитозиновых остатков (которое может происходить до протонирования гуанина) все же остается незатронутой одна водородная связь на одну пару оснований следовательно, протонирование гуаниновых остатков является фактором, определяющим кислотную денатурацию. В отсутствие сил электростатического отталкивания между соседними заряженными основаниями в одной или в противоположных цепях протонирование аденина и цитозина должно увеличивать прочность соответствующих водородных связей, как и в общем случае протонирования аминов [217[. Может оказаться, что такие силы отталкивания, вызывающие отклонение и вторичную диссоциацию оснований, фактически играют важную роль в процессах кислотной или щелочной денатурации (ср. со свойствами синтетических олигонуклеотидов). [c.566]

Дальнейшее изучение спектрофотометрического кислотного титрования ДНК (из зобной железы теленка) показало, что изменения в ее спектрах до начала денатурации (т. е. до начала быстрого возрастания оптического поглощения), которые происходят при pH 2,59 и 0 и при pH 3,32 и 30°, обусловлены протонированием цитозиновых остатков 1273]. Был сделан вывод, что при 0°, когда каждый адениновый и цитозиновый остатки протонированы, структура стабильна, а поэтому титрование обратимо вплоть до этой точки но в том случае, когда протонируются гуаниновые остатки, происходит денатурация (что находится в соответствии с ранними наблюдениями). Контролируемые изменения pH или температуры, приводящие к частичной денатурации, указывают на гетерогенность ДНК [273]. Однако определение области значений pH, при которых происходит денатурация, и изучение изменений значений рН1/2 (pH, при которых денатурация происходит на 50%) для ДНК, содержащих различные количества гуанина и цитозина, указывали на то, что, хотя кислотная денатурация при высокой ионной силе происходит скачкообразно, ее все же нельзя отнести к процессам типа все или ничего . Гетерогенность по составу сама по себе еще не объясняет расширения области структурного перехода при кислотной денатурации [274]. Можно ожидать, что, для того чтобы вызвать денатурацию при более низких температурах, необходима более высокая степень протонирования, причем кривые должны быть смещены в сторону более низких значений pH. Так, при 30° рН1 2 равен 3,07 (для ДНК из зобной железы теленка, ц = 0,1 М), а при 0° это значение снижается до 2,25. Увеличение содержания гуанин-цитозиновых пар также понижает pH, при которых происходит денатурация, но это смещение относительно мало [274]. [c.594]

Отстав препарата выражается суммарной формулой ggH4,N,RO.,<,P4Na4-. представляет собой сложный эфир фос( )орной кислоты с рибозой и пуриновыми основаниями, Пут ем кислотного гид[юлиза нуклеиновой кислоты выделены аденин (а), гуанин (б), цитозин (й), тимин ( ), урацил ( )). имеюш.ие строение [c.187]

Значения коэффициентов парных взаимодействий в случае взаимодействия НО с L-Asn, L-Gln, L-Asp и L-Glu сильно различаются для Ura они велики и положительны, для yt, Thy и Ade - велики и отрицательны. Высокие положительные значения для взаимодействия аминокислот с урацилом можно объяснить вкладом эндотермического эффекта диссоциации карбоксилатных групп АК. Несмотря на то, что данный эффект, несомненно, присутствует и при взаимодействии других НО с указанными АК, коэффициенты парных взаимодействий для них отрицательны. Для систем yt + L-Asp, ТЪу + L-Asp, Ade + L-Asp и Ade + L-Glu обнаружена ассоциация (табл. 4.21), это свидетельствует в данном случае о преобладании специфических взаимодействий. Ассоциация в указанных парах, возможно, реализуется за счет кислотно-основного взаимодействия между цвиттерионными кар-боксилатными группами аминокислот и атомами N(3) и N(4) цитозина, N(1) и N(3) аденина, а в случае тимина - между цвиттерионными аминогруппами аминокислот и атомами 0(2) и 0(4) тимина. Согласно расчетным [103] и экспериментальным [104] данным, перечисленные атомы (см. рис. 4.19) являются активными центрами нуклеиновых оснований. [c.240]

Как видно из данных табл. 4.21, ассоциация обнаружена для взаимодействия цитозина и аденина только с L-Asp, хотя описанный механизм ассоциации не исключен и для L-Glu, L-Asn и L-Gln. Вероятно, ассоциации в данных системах препятствует электростатическое взаимодействие близко расположенных NH3 - и СОО"-групп аминокислот. В случае аспарагиновой кислоты это взаимодействие является наименее выраженным, так как данная АК имеет короткую боковую цепь, карбоксилатиая группа которой максимально жестко связывает NH3-группу. В отличие от L-Asp, L-Glu имеет две Hj-rpynnbi в боковой цепи, что придает последней подвижность и ослабляет ее взаимодействие с основной цепью. В молекулах L-Asn и L-Gln вообще нет карбоксилатных групп в боковой цепи. Таким образом, можно сделать вывод, что склонность к ассоциации за счет кислотно-основного взаимодействия между карбоксилатной цвиттерионной группой аминокислот и атомами азота аденина и цитозина уменьшается в ряду L-Asp > L-Glu > L-Asn > L-Gln. Столь различные значения величин для Ura с одной стороны, для yt, Thy и Ade - с другой, и сделанные выше заключения позволяют предполагать, что в данных системах возможность ассоциации определяется стерическим соответствием атомов, способных к взаимодействию. [c.240]

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]

Это соединение было объектом обширных исследований, проведенных Левиным и обобщенных в 1934 г. Левин предложил общую структуру этой сложной молекулы. Позднее Тодд н другие исследователи выяснили детали строения. тpyкfypa, предложенная для четырехзвеньевого участка цепи, предполагает одну из возможных последовательностей. Основу цепи составляют рибозные остатки, связанные фосфатными группами З -кислородный атом одного остатка с 5 -кислород-ным атомом другого Т -р-гликозидной связью присоединены либо пурины—аденин и гуанин, либо пиримидины—урацил и цитозин. Возможные таутомерные формы азотистых оснований приведены в следующем разделе, где описаны свойства и строение дезоксирибонуклеиновой кислоты. Так как 5 -гидроксильная группа — первичная, а З -гидроксильная группа — вторичная, то кислотный гидролиз РНК приводит к расщеплению в первую очередь 5 -эфирной связи с образованием четырех глико-зидов рибозид-З -фосфата, известных как нуклеотиды. Нуклеотид, содержащий аденин, называется адениловой кислотой. Щелочной гидролиз в жестких условиях приводит к отщеплению З -фосфатной группы и дает нуклеозид аденозин, точнее 9-р-Л-рибофуранозиладенин. [c.718]

Расположение ацильной группы у экзоциклического атома азота подтверждается физико-химическими свойствами И-ацетилци-тидина . ИК-Спектры и спектры ЯМР однозначно показывают отсутствие в продукте реакции свободной ЫНг-группы и связь ацетильной группы с экзоциклическим заместителем, а не с азотом цикла. В УФ-спектре наблюдается характерный длинноволновый максимум в области 300 ммк. В ряду производных цитозина структура подтверждена и химическим методом при кислотном гидролизе 4-экзо-Н-бензоилцитозина наряду с цитозином и урацилом был идентифицирован бензамид [c.403]

Описано специфическое 3далекие остатка цитозина из динуклеозидмонофосфата путем окисления до 3-N-okh h с последующей щелочной и кислотной обработками (подробнее см. 455). [c.506]

Кислотный гидролиз дезоксирибонуклеозид-3, 5 -циклофосфа-тов и пуриновых рибонуклеозид-3, 5 -циклофосфатов приводит к выделению оснований (см. стр. 495), сопровождающему разрыв фосфодиэфирных связей . Так, при нагревании аденозин-3, 5 -циклофосфата с сульфокатионитом в Н+-форме образуется смесь рибозо-2 -, -3 - и -З -фосфатовв более жестких условиях — при нагревании с 1 и. соляной кислотой при 100° —продуктами реакции являются аденин, рибоза и ортофосфорная кислота При аналогичной обработке (1 н. НС1, 100 °С) уридин-3, 5 -циклофос-фат полностью расщепляется за 1 ч (время полупревращения 8 мин) при этом образуются урацил (67%), уридин-2 (3 )-фосфат (27%) и уридин-5 -фосфат (6%). Цитидин-3, 5 -циклофосфат разрушается полностью за 2 ч (время полупревращения 26 мин) при этом возникают цитозин (6%), цитидин-2 (3 )-фосфат (78%) и ци-тидин-5 -фосфат (13%) [c.552]

Методики кислотного гидролиза РНК до мононуклеотидов немногочисленны (см. обзоры 2). Для этих целей обычно применяют обработку РНК 1 н. соляной кислотой при 37° С в течение 18 Реакция протекает вначале как гетерогенная вследствие малой растворимости РНК в кислоте. Хотя этот метод до недавнего времени использовался для аналитических целей значительно реже, чем щелочной гидролиз РНК, он имеет по сравнению с ним ряд преимуществ. Так, гидролиз 1 н. соляной кислотой при 37° С приводит к значительно меньшему дезаминированию производных цитозина, чем при щелочном гидролизе (см. стр. 559). Щелочелабильные основания, такие, как l-N-метиладенин и другие 1-, 3- и 7-ал-килпурины, в этих условиях не претерпевают ни перегруппировок, ни расщепления цикла (см. гл. 7), хотя гликозидные связи в производных 3- и 7-алкилпуринов в этих условиях расщепляются (см. гл. 8). Такое расщепление гликозидных связей, наблюдаемое, хотя [c.566]

Кислотный гидролиз РНК до пуриновых оснований и пиримидиновых нуклеотидов, очень широко применявшийся в более ранних исследованиях (особенно до развития современных методов хромотографического анализа, см. обзоры ), используется для анализа нуклеотидного состава РНК и в настоящее время. С этой целью РНК нагревают при 100° С с 1 н. соляной кислотой в течение 1 ч реже применяется гидролиз 0,4 н. серной кислотой при 100° С в течение 1 Побочными процессами, протекающими в этих условиях, являются расщепление гликозидной связи в производных дигидроурацила (см. гл. 8), частичное дезаминирование производных цитозина (на 2—4%) возможна также частичная деградация 1-метиладенина (см. стр. 442). [c.567]

Обычным методом кислотной деградации ДНК является нагревание ее 2%-ного раствора в 0,2 и. серной кислоте при 100° С в течение 35 мин 2 . При данном методе гидролиза эти условия являются оптимальными, так как они позволяют достичь достаточно полного расщепления фосфодиэфирных связей у дезоксирибозильных звеньев, образовавшихся в результате апуринизации ДНК (см. также стр. 500). Большая продолжительность реакции приводит к частичной апиримидипизации ДНК и расщеплению соответствующих фосфодиэфирных связей, как было показано при изучении кинетики кислотного гидролиза пиримидиновых олигонуклеотидов. При этом остаток цитозина отцепляется с большей скоростью, чем остаток тимина Так, при длительном нагревании динуклеотида р(1Тр(1С в 0,2 н. серной кислоте при 100° С протекает преимущественное отщепление цитозина и образование тимидин-3, 5 -дифосфата [c.574]

Макромолекула ДНК построена из нуклеотидов четырех различных типов (см. раздел 2е), находящихся почти в эквимолекулярных соотношениях. Они содержат соответственно пуриновые и пиримидиновые основания—аденин, гуанин, цитозин и тимин. Эти основания имеют (на каждые четыре нуклеотида) три титруемые аминогруппы с р/Схар. 4 и две титруемые гидроксильные группы с р/Схар = 11. Каждый нуклеотид также вносит одну фосфатную группу, которая, однако, является сильной кислотной группой и поэтому сохраняет анионную форму при всех реально доступных значениях pH. Поэтому в макромолекуле ДНК один отрицательный заряд приходится на каждые четыре нуклеотида даже при наиболее кислых pH, какие только могут быть достигнуты. Средний суммарный заряд 2 становится равным —4 для каждых четырех нуклеотидов при рН б, а после диссоциации двух гидроксильных групп достигает значения —6. [c.640]

Химич. свойства Ц. к. определяются свойствами цитозина, пентозы II прочностью связп фосфорной к-ты. В щелочных условиях Ц. к. дезаминируется до производных урацила. При кислотном гидролизе легко расщепляется ппрофосфорная связь (15 мин., 1 н. к-та, 100°). Фосфорная к-та прочно связана с пенто-зой при ее гидролитич. отщеплении происходит разрушение пентозы. Цветные реакции на пентозу и выделение пентозы для хроматографирования ироводят после бромировання или восстановления Ц. к. [c.440]

Устойчивость гликозидной связи в кислой среде широко варьирует в зависимости от природы как основания (и его заместителей), так и сахара (и его заместителей). Так, напрпмер, дезоксинуклеозиды менее устойчивы, чем рибонуклеозиды, тогда как в пределах каждого класса устойчивость изменяется в следующем порядке урацил-(или тимин-) > цитозин- > аденин- > гуаниннуклеозид. На скорость кислотного расщепления гликозидной связи может оказывать значительное влияние наличие ацильного остатка в гетероцикле 100, 101], хотя имеется и другая точка зрения [102]. Этерификация гидроксильных групп сахара также влияет на устойчивость гликозидной связи, как, например, в случае 0-ацетил-2 -дезоксигуанозина [79], фосфатов тимидина [103] и 2 -0-/1-толуолсульфониладенозина [78] ]4а это указывает также удивительная устойчивость 2, 3, 5 -трн- [c.37]

Ступенчатой деградации по такому пути был подвергнут ряд ди- и тририбопуклеотидов, структура которых таким образом была твердо установлена в принципе метод можно применить и к олиго-рибонуклеотидам большего размера [188]. Так, обработка АЗ ф5 ГЗ ф5 ЦЗ ф фосфомоноэстеразой дает соответствующий три-мер со свободной цис-гликольной группой. В результате периодатного окисления последнего получается диальдегид, который при pH 10,5 быстро распадается на динуклеотид АЗ ф5 ГЗ ф и производное цитозина (превращающееся при кислотном гидролизе в цитозин). Повторение всего процесса с динуклеотидом дает гуанин и аденозин-З -фосфат. Кроме определения нуклеотидной последовательности, этот метод позволяет также отличать 3 —5 -межну-клеотидную связь в динуклеотидах от 2 —5 -связи, так как при его применении миграции фосфата не происходит. [c.397]

Так как при подкислении необратимая денатурация происходит почти исключительно при тех значениях pH, при которых протонируются гуаниновые остатки, ясно, что протонирование остатков аденина или цитозина (возможно, по Кгположению) [208, 2151 не обязательно ведет к разделению двух цепей ДНК- Можно ожидать, что ионизация основных групп и тепловые эффекты при денатурации протекают совместно [201, 208], так как для того, чтобы вызвать денатурацию при повышенных температурах, необходимо меньше кислоты. Объяснение необратимой кислотной денатурации ДНК позволяет предположить, что протонирование гуаниновых остатков сопровождается таутомерным смещением от 6-кето- к 6-оксипурину с разрывом обеих водородных связей в гуанин-цито-зиновой паре [216[. Такое таутомерное смещение (рис. 8-15) [c.566]

Предполагают, что положительно заряженные группы диаминокислот белка реагируют с отрицательно заряженными группами фосфорной кислоты нуклеиновых кислот и что таким образом возникает негативный отпечаток нуклеиновой кислоты, которая выполняет в данном случае функцию шаблона [140, 146]. Однако, по мнению автора, высокая кислотность нуклеиновых кислот вряд ли может служить доказательством того, что именно они играют роль специфического шаблона, так как их кислотность настолько велика, что они неспецифически реагируют со многими белками. Кроме того, необходимо принять во внимание, что нуклеиновые кислоты состоят только из семи или восьми различных составных частей аденина, гуанина, цитозина, урацила, тимина, фосфорной кислоты и рибозы или дезоксирибозы. Трудно поэтому представить себе, что нуклеиновая кислота как шаблон может определить столь небольшие различия между белками, как те, которые наблюдаются, например, между сывороточными альбуминами человека и быка, лишь незначительно отличающимися друг от друга по своему аминокислотному составу [147]. Далее, мы до сих пор не знаем, обладают ли нуклеиновые кислоты видовой специфичностью. Если они не обладают этим свойством, то они вообще не могут образовывать специфических шаблонов. Однако если даже допустить видовую специфичность нуклеиновых кислот, то очень трудно представить себе, каким образом могут они определять специфичное положение различных аминокислот в образующейся пептидной цепи, поскольку фосфорная кислота нуклеиновых кислот должна реагировать главным образом с щелочными аминокислотами белка. [c.405]

Полинуклеотиды, т. е. рибонуклеиновые кислоты (РНК) и дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК), представляют собой макромолекулярные цепи, в которых, в соответствии с анализом, на 1 моль гетероцикла приходится 1 моль сахара и 1 остаток фосфорной кислоты. По кривой титрования ясно, что при каждом атоме фосфора имеется 1 гидроксил, т. е. что полинуклеотиды представляют собой двузамещенные эфиры фосфорной кислоты, сохранившей одну кислотную функцию. Все это позволяет полностью установить тип первичной структуры РНК и ДНК. Однако конкретная первичная структура каждой индивидуальной РНК и ДНК определяется еще чередованием четырех гетероциклов — двух пуриновых (аденин и гуанин) и двух пиримидиновых (урацил и цитозин — для РНК тимин и цитозин — для ДНК). Методы установления этого чередования только разрабатываются. Метод, предложенный Корана, состоит в подборе специфических ферментов, один из которых (из змеиного яда) расщепляет цепь по связи фосфорной кислоты с первичным гидроксилом (С, ), а другой (из селезенки) — по связи фосфорной кислоты с вторичной гидроксильной группой (Сз>) [c.717]

Наши исследования суммарного продукта позволили выявить основания только в его кислотных гидролизатах. С помощью одномерной хроматографии на бумаге в сочетании с анализом выделенных проб в УФ-облас-ти были изучены четыре основания (аденин, гуанин, гипоксантин и цитозин). Все пробы гидролизованы 70%-ным раствором НС1О4 (2 ч, 100°С) избыток нейтрализован 10 н. [c.51]

Для разделения пуриновых и пиримидиновых оснований, нуклеозидов и нуклеотидов используются различные хроматографические методы. В случае нуклеотидов используется также электрофорез. Эти методы пригодны и для разделения производных рибозы и дезоксирибозы. Разделение нуклеотидов зависит от присутствия в пуринах и пиримидинах способных к ионизации групп, а именно енольных гидроксидных групп урацила, тимина н гуанина с рК в интервале от 9 до 12,5 и амииогрупп аденина, гуаиина и цитозина с рК между 2 и 4,5. Кроме того, все нуклеотиды обладают двумя кислотными группами замещенной фосфорной кислоты с р 1 1 и рК 6. [c.214]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология