Нуклеиновые структура

Измерение спектров дисперсии оптического вращения (ДОВ) и кругового дихроизма (КД) получило широкое распространение как метод конформационного анализа оптически активных соединений. Особенно методы ДОВ и КД используются в органической химии, биохимии, энзимологии и молекулярной биологии. Данными методами исследуются белки, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, стероиды, углеводы и полисахариды, вирусы, митохондрии, рибосомы, фармакологические средства, синтетические полимеры, координационные соединения, неорганические и редкоземельные комплексы, кристаллы, суопензии и пленки и т. п. и решаются следующие задачи 1) определение по эмпирическим пра вилам конформации и ее изменений под действием различных физико-химических воздействий 2) изучение механизма и кинетики химических реакций (особенно ферментативных) 3) получение стереохимических характеристик 4) измерение концентраций оптически активных веществ 5) определение спиральности макромолекул 6) получение электронных характеристик молекул 7) исследование влияния низких температур на конформацию соединений 8) влияние фазовых переходов типа твердое тело — жидкость — газ на изменение структуры. [c.32]

В природе синтез белков всегда направлен на формирование определенной первичной структуры и протекает в водных средах при обычных температурах в соответствии с универсальным генетическим кодом под влиянием специфических ферментов. Основная схема этого процесса в настоящее время уже известна. Всю генетическую информацию, обеспечивающую формирование определенной первичной структуры полипептидных цепей и макромолекул белка, несут важнейшие биополимеры, относящиеся к классу сложных полиэфиров, - нуклеиновые кислоты. Эта информация определяется последовательностью соединения друг с другом различных нуклеотидных оснований - звеньев этого полимера. [c.349]

Нуклеиновые кислоты. Основным типом организации вторичной структуры нуклеиновых кислот является двойная спираль, состоящая из двух полинуклеотидных цепей. Существует ли со стороны регулярной структуры спирали дополнительное-воздействие на воду по сравнению с воздействием отдельных нуклеотидов Этот вопрос исследовался акустическим методом для различных типов спиральных структур полинуклеотидов [149], В качестве гидратационной характеристики использовали концентрационный инкремент скорости ультразвука А, который связан с парциальными объемами и сжимаемостью соотношением [c.61]

В настоящее время накоплен большой экспериментальный материал, показывающий возможность применения полисопряжен-ных полимеров в качестве ингибиторов в процессах термической, термоокислительной, фото- и радиационной деструкции мономеров и полимеров. Известны каталитические и фотосенсибилизирующие свойства таких полимеров [277], их применение в качестве органических полупроводников [278], электронообменников [279] и др, Полисопряженные системы играют большую роль в формировании и эволюции белков и нуклеиновых кислот, а также являются основой структуры коферментов, витаминов, гормонов [280. [c.284]

Водородная связь чрезвычайно распространена. Она играет большую роль в химии всех жизненно важных процессов, определяет структуру белков,, нуклеиновых кислот и других биологически важных соединений. [c.129]

Однако Жан не мог сказать мне, верна или нет а-спираль Лайнуса. Он не был специалистом по рентгеновской кристаллографии и не мог профессионально оценить эту модель. Впрочем, некоторым его более молодым друзьям, занимавшимся структурной химией, а-спираль показалась очень изящной. А поэтому они склонялись к мнению, что Лайнус прав. Но это означало, что он снова решил проблему исключительной важности и первым высказал правильное предположение о структуре макромолекулы, играющей такую важную роль в биологии. Вполне вероятно, что он также разработал сенсационно новый метод, который окажется возможным применить и к нуклеиновым кислотам. Правда, Жан не запомнил никаких специальных приемов. Он мог лишь сообщить, что описание о-спирали должно быть опубликовано в ближайшее время. [c.29]

Свет и особенно его коротковолновая область оказывают большое влияние на развитие микроорганизмов. Действие лучистой энергии на микроорганизмы зависит от дозы и их физиолого-биохимического состояния. Полагают [33], что воздействие связано в первую очередь с изменением структуры ДНК. Во многих случаях спектр действия ультрафиолетовых лучей соответствует спектру поглощения их нуклеиновыми кислотами. Обнаружено, что при денатурации ДНК, облученной высокими дозами ультрафиолетового света (10-2 возникают разрывы между нуклеотидами, а также образуются поперечные сшивки между комплементарными нитями молекулы ДНК. [c.189]

А пока, чтобы скоротать время, я решил заниматься вирусом табачной мозаики (ВТМ). Главная составная часть ВТМ — нуклеиновая кислота, так что лучшую маскировку для моего неугасающего интереса к ДНК трудно было бы придумать. Правда, в состав ВТМ входит не ДНК, а другая нуклеиновая кислота — рибонуклеиновая (РНК). Однако и это было к лучшему на РНК Морис никак не мог претендовать. А если бы мы разгадали структуру РНК, то это могло бы стать ключом и к строению ДНК. [c.67]

При нагревании водородные связи разрываются — вторичная структура белка при 60—70° С разрушается, происходит его денатурация. Нуклеиновые кислоты выдерживают нагревание до 100° С и действие разбавленных щелочей и кислоты. Отсюда видно, что их строение более прочное, что характерно для структур, играющих роль матриц. [c.41]

Тем не менее Фрэнсис в то время еще не был готов погрузиться в мир ДНК. Ее несомненная важность сама по себе не казалась ему достаточной причиной для того, чтобы покинуть область белков, в которой он проработал всего два года и которую только-только начал осваивать. Вдобавок его коллеги в Кавендишской лаборатории специально нуклеиновыми кислотами не интересовались, и даже при наилучших финансовых обстоятельствах потребовалось бы два-три года, чтобы создать новую исследовательскую группу, которая занималась бы рентгеновскими исследованиями структуры ДНК. [c.17]

Водородные. связи имеют огромное значение для организации пространственной структуры белков и нуклеиновых кислот. Как известно, белки представляют собой полимеры, построенные из а-аминокислот, соединенных пептидной связью [c.108]

Хотя уснул я довольный, с мыслью о том, что понял роль нуклеиновых кислот в белковом синтезе, но утром процесс одевания в ледяной спальне заставил меня осознать, что мой лозунг не может заменить структуры ДНК. А без нее все наши с Фрэнсисом рассуждения могли убедить биохимиков, с которыми мы встречались в соседней закусочной, лишь в том, что мы не способны понять, как важна для биологии сложность. [c.89]

И сразу я почувствовал что-то неладное, хотя ошибку нашел только, когда как следует разглядел рисунки. И тут я понял, что фосфатные группы в модели Лайнуса не ионизированы, а каждая содержит связанный атом водорода и поэтому в целом нейтральна. В определенном смысле нуклеиновая кислота Полинга вовсе не была кислотой. Эти нейтральные фосфатные группы не были второстепенной деталью как раз их атомы водорода образовывали водородные связи, скреплявшие три переплетенные цепи. Без них цепи сразу же развалились бы и структура распалась. [c.92]

Говоря о нековалентных взаимодействиях, прежде всего нужно отметать ту большую роль, которую они играют в образовании макроскопического вещества из молекул, атомов и ионов. Именно в результате нековалентных взаимодействий скопления атомов или молекул могут существовать в конденсированном состоянии, в виде жидкостей или твердых тел. Важную роль играют эти взаимодействия в случае полимеров. В частности, за счет нековалентных взаимодействий различные комплексы белков объединяются либо друг с другом, либо с нуклеиновыми кислотами при формировании рибосом, хроматина, вирусов, либо липидами при образовании липопротеидных мембран. Таким образом, нековалентные взаимодействия лежат в основе образования важнейших биологических структур, и роль их для биологии особенно велика. [c.101]

Слова Дельбрюка были немедленно переданы Полингу, который тут же написал мне письмо. Первая его часть выдавала скрытое беспокойство в ней ничего не говорилось о сути дела, и она содержала только приглашение на конференцию по белкам, к которой он решил добавить еще и доклады о нуклеиновых кислотах. Потом он все же раскрывал карты и просил сообщить подробности изящной новой структуры, о которой я писал Дельбрюку. Читая это письмо, я вздохнул с облегчением, сообразив, что в момент доклада Лайнуса Дельбрюк еще не знал о комплементарной двойной спирали. Он имел в виду не ее, а идею соединения подобного с подобным. К счастью, к тому времени, как мое письмо ДОШ.ЛО до Калифорнийского технологического института, наши пары оснований уже сложились. Если бы не это, я оказался бы в ужасном положении мне пришлось бы сообщить Дельбрюку и Полингу, что я поспешил написать им об идее, возникшей у меня всего за двенадцать часов до этого и прожившей лишь двадцать четыре часа. [c.121]

Главный акцент сделан на характеристику структуры белков и нуклеиновых кислот — прежде всего в плане описания их химических свойств и методов химического синтеза. Хотелось бы подчеркнуть, что рассмотрение проводится главным образом на уровне первичной структуры, когда детально, шаг за шагом, ана-лизируется множественная реакционноспособность этих биополимеров, объясняются их свойства на основе химических превращений функциональных группировок и их ансамблей. Что же касается проблемы химического синтеза, то она изложена весьма полно и отражает сложившиеся сейчас подходы к искусственному получению как олигомеров, так и достаточно крупных биополимеров этого типа. [c.6]

В составе органических оснований азот входит в структуры важнейших компонентов клеточного вещества — нуклеиновых кислот. Азот также является составной частью многих других биологически важных веществ растительного и животного мира — ферментов, гормонов, витаминов. [c.88]

Состав веществ тела животных, растений и микроорганизмов в принципе отличается мало. Белки всех живых клеток состоят из 20 главных аминокислот. Важнейшие компоненты тела — нуклеиновые кислоты — построены по одному принципу и из одинаковых для всех живых существ составных частей. Различия между типами и видами клеток состоят в деталях строения — в последовательности и взаиморасположении видоспецифичных макромолекул или протоплазменных структур и частных особенностях обмена веществ. [c.256]

Во всем предыдущем изложении мы сознательно избегали упоминания о важнейших биологических полимерах — белках и нуклеиновых кислотах, потому что принцип построения этих молекул существенно сложнее, чем описанных выше синтетических и природных полимеров. Во-первых, они построены не из одного, а из нескольких различных мономеров. Например, белки, полимерная цепь которых образуется путем соединения а-аминокислот ЫНг—СН(К)—СООН, где Н — различные органические радикалы, и имеет структуру вида [c.147]

Следовательно, необходимо, чтобы состав белков мог меняться в широких пределах, так чтобы они узнавали различные субстраты и взаимодействовали с ними. Для некоторых белков требуется присутствие других соединений (небелковой природы) для участия в процессах узнавания и превращения. Такие соединения называются коферментами. Поэтому можно заранее сказать, что катализаторы белковой природы, или ферменты, должны обладать высокой степенью упорядоченности и организации. Кроме того, вся необходимая информация должна быть записана наиболее компактным образом. Такие упорядоченные биополимеры, с помощью которых работает и самовоспроизводится двигатель внутреннего сгорания клетки, также должны совершеиио точно воспроизводиться. Было установлено, что действие ферментов высокоспецифичио структуре субстратов. Следовательно, информация о молекулярной организации белков (ферментов) должна надежно храниться, будучи записанной на стабильном, относительно консервативном языке. И вот тут-то выходят на сцену нуклеиновые кислоты. Значит, существует еще одно соответствие [c.15]

Нуклеиновые кислоты, составляющие ДНК (молекулу, контролирующую воспроизводство клсгтки и синтез белков), могут повреждаться двумя способами. Меньшую оп.1снссть представляют мутации, изменения в структуре ДНК, приводящие к синтезу новых белков. Большинство мутаций убивает клетку. Если мутация затронула сперматозоид или яйцеклетку, изменение может проявиться в ниде дефектов потомства. Некоторые мутации вызывают рак — неконтролируемый рост и метаболизм клеток. Если же повреждены многие ДНК во м1югих клетках, жизненно важные белки не смогут больше образовываться и поск дует немедленная смерть. В табл. У.Ю приведен список факторов, определяющих степень радиационного биологического поражения. Табл. У. 11 показывает биологическое действие возрастающих доз радиации. [c.353]

Значительная доля поверхностных гидрофильных атомных групп биополимеров представлена заряженными группами. Их взаимодействие с водой и ионными компонентами растворителя во многом определяет структуру и стабильность нуклеиновых кислот и белков и термодинамические свойства их растворов. Хорошими моделями заряженных атомных групп биополимеров являются одно-одно-валентные (1-1) электролиты и цвиттерио-ны аминокислот. [c.52]

К настоящему времепм удалось промоделировать в основном только гидролитические ферментативные процессы, но вполне реально, что в скором будущем станет возможным ступенчатый синтез макромолекул, таких, скажем, как белки и нуклеиновые кислоты. Например, если вещества со структурой, напоминающей рецепторы для лекарственных препаратов, удастся включить в синтетические мембраны, то станет возможным изучение этих рецепторов без каких-либо осложнений иммунологического и токсикологического характера. Кроме того, способность мембран разделять заряженные частицы может найти промышленное применение в системах для накопления энергии или производства водорода. [c.265]

Наличие дополнительного воздействия на воду со стороны двойной спирали, по сравнению с суммой воздействий отдельных атомных групп, должно давать положительные значения бЛад [149]. Если при образовании спирали изменение гидратации определяется лишь уменьшением доступности для воды атомных групп полинуклеотида, то бЛад должна быть отрицательна. Для всех исследованных спиральных структур, существенно различающихся между собой, бЛад<0 (см. рис. 3.13). По абсолютной величине значения бЛад вполне соответствуют тем, которые следует ожидать, если все гидратационные изменения при образовании спирали обусловлены только уменьшением доступности для воды атомных групп полинуклеотида [149]. Поэтому в случае нуклеиновых кислот имеющиеся экспериментальные данные свидетельствуют об отсутствии значительного дополнительного воздействия на воду со стороны регулярных спиральных структур, охватывающих значительные объемы вокруг макромолекулы. [c.62]

Генезис нефтяных азотсодержащих веществ — один из сложнейших вопросов современной теории происхождения нефти. В большинстве работ приводятся доводы в пользу того, что азотистые компоненты нефти образовались иа тех же нефтематеринских веществ, что и другие классы соединений, а не приобретены нефтью в ходе ее миграции и аккумуляции. Ни для одного из индивидуальных АС, обнаруженных в нефти, пока не найдено достоверного биологического предшественника, хотя и высказывались предположения об их образовании из белковых веществ [455], нуклеиновых оснований (пуринов, пиримидинов) [683], растительных алкалоидов [110, 514, 755, 756]. Л. Снайдер [110, 756] связывает наблюдаемые особенности строения нефтяных бензокарбазолов (ангулярное, но не линейное сочленение колец) со структурой типичных растительных алкалоидов — ибогаина (XXI) и аспидоспермина (XXII), предположительно преобразующихся после захоронения по следующим схемам [c.137]

Как можио выйти из этого положения Яспо, что прип-ципиально возможно два решения надо д,обиться либо количественных выходов на хпмпческпх стадиях — конденсации и снятия заш,ит, либо стопроцентной чистоты выделения, причем любое из этих решений должно быть совершенно общим, работающим для пептидов любой структуры. Первый путь, снимающий саму проблему выделения — безошибочный синтез, н настоящее время представляется нереальным мы пока пе знаем почти ни одной органической реакции, гарантирующей в общем случае стопроцентный выход продукта. Реальным оказался второй путь. Здесь было найдено великолепное по простоте и остроумию решепие носящее вполне общий характер, которое оказалось пригодным для синтеза не только полипептидов, но и других апериодических полимеров, в том числе нуклеиновых кислот. [c.225]

Если бы не присутствие Львова, конференция оказалась бы пустой тратой времени. Андрэ очень интересовала роль двухвалентных металлов в размножении фагов, и поэтому он легко воспринял мою веру в решаюшее значение ионов для структуры нуклеиновых кислот. Меня особенно заинтриговало его предположение, что именно специфические ионы определяют точное копирование макромолекул и взаимное притяжение одинаковых хромосом. Однако подвергнуть наши фантазии проверке не было никакой возможности, разве что Рози вдруг перестала бы полагаться только на классические методы рентгенографии. [c.72]

Биохимия Молекулярная биология Исследование средних характеристик электронной структуры биохимических объекгов, смесей белков, нуклеиновых кислот и т д. [c.79]

Большинство ученых в настоящее время полагает, что эволюция кизни прошла через четыре стадии. Вначале происходило образование небольших молекул (амииокислот, нуклеотидов, сахаров). Из этих строительных блоков образовывались затем макромолекулы, такне, как белки и нуклеиновые кислоты. На третьей стадии происходило образование клеточиоподобной структуры, способной К самовоспроизводству. На последней стадии эта примитивная клетка эволюционировала в современную клетку, содер кащую генетическую программу синтеза белка. [c.181]

Эти процессы приводят к образованию рацемических смесей. Однако считается, что при спонтанной кристаллизации происходило разделение смесн. Наиболее вероятно, что разделение проходило случайным образом. Видимо, определяющую роль в разделении оптически активных соединений путем селективного комплексоебразования одного определенного стереоизомера играли минералы, как, например, природные асимметричные кристаллы кварца, и ионы металлов. В конце К01Щ0В, стереоселективная полимеризация олефинов на поверхности металлов (катализаторы Циглера — Натта) представляет собой хорощо изученный промышленный процесс для получения изотактических полимеров. Известно также, что связывание ионов металлов весьма важно для многих биохимических превращений. Такое связывание существенно для поддержания нативной структуры нуклеиновых кислот и многих белков и ферментов. Процесс отбора оптических изомеров мог происходить вследствие других физических явлений, например взаимодействие с радиоактивными элементами, радиация или космические лучи. Недавно проведенные эксперименты с стронцием-90 показывают, что D-ти-роэин быстрее разрушается, чем природный L-изомер. Весьма заманчиво привлечь эти факторы для объяснения происхождения диссимметричности в процессах жизнедеятельности. [c.186]

Особое место среди всех полимерных материалов занимают природные биополимеры — белки, нуклеиновые кислоты, клетчйтка, обладающйе рядом очень специфических, уникальных свойств, благодаря которым они выполняют важнейшие функции живой материи — осуществляют постоянный материальный и энергетический обмен с окружающей средой, регулярно воспроизводят сложнейшие химико-биологические структуры живого организма. [c.128]

Водородная связь играет большую роль в процессах, происходящих при обычных температурах. Она обусловливает спира 1ьные конфигурации вторичной структуры молекул белков, нуклеиновых кислот и важна в биологических процессах, например, в механизме памяти. Водородная связь ответственна за сильную ассоциацию молекул и высокую диэлектрическую постоянную не только воды, ио и спиртов, и других жидкостей. Благодаря водородным связям лед легче жидкой воды, так что лед образуется на поверхности воды и предохраняет оставшуюся жидкую воду от потери тепла. [c.157]

В настоящее время перечисленными методами структурного анализа изучено строение многих неорганических, органических и элементоорганических веществ, имеющих практическое и научное значение. Большие успехи достигнуты в расшифрювке структур биологически важных веществ (нуклеиновых кислот, белков). [c.160]

Водородные связи играют исключительную роль в биохимии. Они образуются при многочисленных фермент-суб-стратных взаимодействиях, иммунологических реакциях, обеспечивают и обусловливают снециф ику взаимодействия ойнований нуклеиновых кислот в двойной спирали ДНК, при переносе информации от ДНК к РНК и далее к белковым структурам. Уотсон и Крик показали, что единственно возможной структурой двойной спирали ДНК является такая, при которой пу ин одной цепи образует комплементарную пару с пиримидином другой цепи при помощи водородных связей [c.39]

Ассоциация биологически важных молекул с образованием комплексов лежит в основе построения надмолекулярных структур клетки и является важным этапом в функционировании белков и нуклеиновых кислот в живых организмах. Например, перенос кислорода из легких в различные органы, потребляющие кислород, происходит с помощью специального белка, содержащегося в красных кровяных тельцах — эритроцитах, так называемого гемоглобина, который способен образовывать комплекс с кислородом. В легких происходит ассоциация кислорода с гемоглобином (НЬ) с образованием комплекса НЬ+ + Оа ч НЬОа. В органах, потребляющих кислород, комплексдиссо- циирует, и выделившийся кислород расходуется на реакции окисления. [c.226]

Ионы хлора образуют решетку, идентичную решетке, образуемой ионами цезия. Поэтому отражения от плоскостей, содержащих ионы хлора, возможны точно под теми же углами, что и от плоскостей, содержащих ионы цезия. В рассматриваемом случае плоскости ионов хлора располагаются точно посередине между плоскостями ионов цезия, и расстояние между этими плоскостями составляет //2. Поэтому волны, отраженные от плоскости ионов хлора, будут смещены по сравнению с волнами, отраженными от соседней плоскости ионов цезия, на величину 51п0. При нечетных п эти волны смещены на половину волны и гасят друг друга. Однако в силу различий в амплитуде колебаний рассеяния (она существенно меньше для менее интенсивно рассеивающих ионов хлора) гашение будет неполное, т. е. рефлексы наблюдаются. При четных п волны, рассеянные от обеих плоскостей, совпадают по фазе, и рассеяние от ионов хлора будет несколько усиливать рассеяние от ионов цезия. Следовательно, рассеяние от системы плоскостей, содержащих грани элементарной ячейки, более интенсивно под углами 22 и 48,52°, чем под тремя остальными углами. Рассеивание от системы плоскостей, содержащих диагонали граней элементарной ячейки, под углом 31,95° существенно сильнее, чем под углами 15,34 и 52,54°. Следовательно, распределение интенсивности между рефлексами содержит информацию о распределении атомов в пределах элементарной ячейки, т. е. о структуре частиц, составляющих ячейку. Именно этим обстоятельством определяется возможность применения дифракции рентгеновского излучения для определения структуры молекул в кристаллах. Кристаллы, построенные из сложных молекул, дают очень сложную картину распределения интенсивностей отдельных рефлексов. Однако по ней можно полностью восстановить расположение отдельных атомов в элементарной ячейке и тем самым установить полную пространственную структуру молекул, из которых построен кристалл. Используя некоторые дополнительные приемы и применяя для расчетов быстродействующие электронно-вычислительные машины, удается получить пространственную структуру даже таких сложных молекул, как белки и нуклеиновые кислоты. [c.185]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология