Комплементарность электронная

Поскольку межмолекулярные взаимодействия слабы, молекулы способны достаточно прочно связываться друг с другом, только если есть соответствие между их поверхностями, а во взаимодействии участвует большое число атомов. Для образования прочного комплекса соответствие должно быть достаточно точным, т. е. поверхности молекул должны быть комплементарными. Так, если на поверхности одной молекулы имеется выступ (например, группа —СНз), то на комплементарной ей поверхности другой молекулы должно быть углубление напротив положительного заряда должен быть расположен отрицательный. Группа, способная отдавать протон, может образовать водородную связь только в том случае, если есть комплементарная группа, содержащая неподеленные электроны. Для образования гидрофобных связей неполярные (гидрофобные) группы должны располагаться одна против другой. Один из наиболее важных принципов биохимии гласит две молекулы, поверхности которых комплементарны, стремятся взаимодействовать и соединяться друг с другом, тогда как молекулы, не содержащие комплементарных поверхностей, не взаимодействуют. Уотсон назвал это принципом избирательной слипаемости молекул [1]. Он лежит в основе самосборки нитей, трубочек, мембран и полиэдрических структур из взаимно комплементарных биологических макромолекул. Принцип комплементарности ответствен также за специфическое спаривание оснований в процессе репликации ДНК. [c.242]

В реакциях окисления-восстановления скорость процесса определяется природой взаимодействующих частиц и прежде всего механизмом переноса электрона. Быстро проходят те реакции, в которых окисленная и восстановленная формы отличаются только числом электронов. Прн этом если в каждой из окислительно-восстановительных пар переносится одинаковое число электронов, то реакцию называют комплементарной [c.91]

Диен и диенофил должны быть комплементарны по своей филь-ности если диен богат электронами, то диенофил должен быть электрофилен, и наоборот. Реакция идет только в том случае, если диен может принять у-цис-конформацию и если он не слишком экранирован объемными заместителями. [c.169]

В разд. Ш-Е, посвященном биотехнологии, рассказывалось о том, как природа кодирует в полимерных молекулах ДНК информацию, необходимую для создания живого организма. Цепочка из повторяющихся сложноэфирных фосфатных связей между сахарами образует жесткий скелет ДНК, на котором информация может быть записана с помощью особого алфавита из четырех аминов — аденина, тимина, цитозина и гуанина (А, Т, С и О). Эти циклические амины, каждый из которых содержит несколько атомов азота, ковалентно связаны с фрагментами сахаров. Их последовательность и кодирует информацию. Эти амины называют основаниями , но в действительности способность образовывать водородные связи, выступая в роли доноров электронов ( оснований ), у них сочетается со способностью участвовать в образовании этих связей и в качестве акцепторов, т.е. доноров протона , или кислот . Водородные связи играют важную роль в механизме репликации. Двойная спираль ДНК держится на водородных связях между аминами — кислотами/ основаниями в одной из нитей ДНК с дополнительными (комплементарными) аминами — основаниями/кислотами во второй нити. Поэтому информацию, записанную в молекуле ДНК, легко прочитать, просто разрывая и вновь создавая эти относительно слабые водородные связи, совсем не затрагивая более прочные связи сахар—фосфат в цепочке-матрице. [c.171]

Рис. 15.13. Выявление транспозонов путем электронно-микроскопического исследования гетеродуплексов. Для того чтобы сделать транспозон видимым, нагревают ДНК из бактерии дикого типа (В) и бактерия, несущей транспозон (А), и в результате цепи двойных спиралей расходятся ( плавление ). При последующем медленном охлаждении смеси происходит спаривание комплементарных оснований отдельных цепей ДНК А и В, что ведет к образованию гетеродуплексов ДНК. Если на концах транспозона имеются противоположно ориентированные комплементарные IS-элементы, то эти области тоже спариваются и образуют стебелек, на котором средняя часть транспозона выступает вбок в виде петли из одиночной цепи.

Переход молекулы в возбужденное состояние характеризуется перераспределением электронной плотности, т. е. изменением электронной структуры и вследствие этого ее реакционной способности. В связи с этим представляют интерес квантовохимические расчеты электронной структуры гетероциклических оснований нуклеиновых кислот в возбужденном состоянии (об их электронной структуре в основном состоянии см. гл. 3). Такие расчеты были выполнены главным образом для пиримидинов б1-бэ Получены также некоторые данные, характеризующие триплетное состояние пуринов и возбужденные состояния комплементарных пар оснований [c.627]

Для препаратов рибонуклеиновых кислот не были получены рентгенограммы, строго сопоставимые с рентгенограммами ДНК, но это не исключает возможности существования спиральных структур (одно- или двухцепочечных) для этих полимеров последние работы фактически свидетельствуют о том, что и в их структуре могут иметься значительные количества спирализованных упорядоченных участков (см. стр. 623). Следует также отметить, что не все дезоксирибонуклеиновые кислоты существуют в форме двойных комплементарных спиралей, так как описаны нативные препараты, которые состоят из одной цепочки (например, ДНК из бактериофага Х-174) [159]. Заметные морфологические отличия между двухспиральными дезоксирибонуклеиновыми и рибонуклеиновыми кислотами наблюдали с помощью электронной микроскопии [160, 161]. Дезоксирибонуклеиновые кислоты из ряда источников выглядели как гладкие тяжи с диаметром примерно 20 А и длиной несколько микрон денатурированные нагреванием образцы давали [c.557]

Строение элементарной частицы, переносящей водород и электроны, окончательно не установлено. Однако показано, что она имеет сложную структуру и состоит из четырех комплексов (I, И, П1 и IV). Все комплексы были выделены и установлено, что для них характерна структурно-функциональная комплементарность, которая выражается в их способности к самосборке в замкнутые мембранные образования, катализирующие перенос водорода и электронов между соседними комплексами, вплоть до реконструкции функционирующей дыхательной цепи [8]. [c.402]

Образование молекулярных кластеров металлов и их стабильность подчиняются тем же правилам, что и комплексы металлов. Для комплексов металлов известно правило 18 электронов, которое определяет, что суммарное число электронов стабильного комплекса с одним атомом металла, составленное из валентных электронов металла и электронов поступающих с лигандов, должно составить 18. Это правило должно быть комплементарно стабильным кластерам, связанным с электронным правилом, по которому число орбиталей в каждом полиэдре равно 9г> - е, где V — число вершин, е — число ребер [4]. [c.222]

Хотя в большинстве описываемых реакций электронная плотность па диенах повышена по сравнению с диенофилами, комплементарная электронная природа обоих реагентов представляет главное условие протекания реакции циклоприсоединения. В ряде случаев реакция Дильса — Альдера проходит между диенофилами, обогащенными электронами, и диенами, обедненными электронами. Примером может служить получение инсектицида альдрина, в котором в роли электронодефицитного диена выступает гексахлорцикло-пеитадиен [c.515]

Эти процессы можно классифицировать на две подгруппы 1) реакции, при протекании которых природа и число ближайших к иону частиц, т. е. состав внутренней координационной сферы, не изменяются при образовании переходного состояния стадии переноса электрона (внешнесферные реакции электронного переноса) к таким реакциям относится взаимодействие между ферри- и ферроцианид-анионами, когда группы СЫ остаются расположенными симметрично вокруг Ре + или Ре +, а также реакция между ионами Мп04 и МпОГ 2) реакции, в переходном состоянии которых один или несколько лигандов одновременно входят в состав внутренней координационной сферы окисленной или восстановленной форм (внутрисферные реакции электронного переноса). При комплементарных реакциях электронного переноса окислитель и восстановитель изменяют свои степени окисления на одну и ту же величину. Возможны более сложные процессы типа [c.89]

НЫ обрааовывать множество связанных водородны.ми связями пар другой структуры. Некоторые из эти.ч пар обнаруживаются экс-пери.ментально для производных нуклеозидов и нуклеотидов, а так-в ко.мплексах ряда синтетических полинуклеотидов. Однако квантово-механические расчеты показывают, что уотсон-криковские А-Т-(в случае РНК —А-1]-) и О-С-пары энергетически наиболее вьггодны. Происходит это потому, что в этих парах центры с повышенной и пониженной электронной плотностью оснований расположены оптимально друг относительно друга. Таки.м образом, комплементарные пары оснований в нуклеиновых кислотах стабилизированы преимущественно электростатнчески.ми взаимодействиями [c.25]

Связь между активными (вариабельными) участками антитела и гаптеном или гаптеновой группой антигена не является ковалентной связью, а представляет собой результат ряда слабых взаимодействий — электронного вандерваальсова взаимодействия, образования водородных связей, притяжения между группами, несущими различный электрический заряд. Эти типы слабых взаимодействий в совокупности обеспечивают достаточно сильное притяжение, способное противостоять разрыву, вызываемому тепловым движением. С увеличением расстояния между взаимодействующими группами силы, обеспечивающие связывание, быстро ослабевают. Поэтому для эффективного взаимодействия связывающий участок антитела должен быть строго комплементарен по форме, размеру и положению соответствующим группам гаптена (на рис. 15.19 показана комплементарность гаптена — иона п-азосук-цинаннлата — и антитела). [c.449]

В основу одной из моделей рекомбинации были положены данные, полученные при изучении фагов к и Т4. Согласно этой модели, ген ехо -фага % (рис. 15-22) не нужен для репликации, но необходим для -общей рекомбинации. Продуктом этого гена является, как это было показано, 5 -3 -экзонуклеаза. Возможный механизм действия этого фермента в процессе рекомбинации показан на рис. 15-31. Процесс начи- нается действием эндонуклеазы, осуществляющей одноцепочечные разрывы в произвольных местах двухцепочечных молекул ДНК- Затем вступает в действие специальная экзонуклеаза, которая расширяет эти разрывы, превращает их в незаполненные промежутки. Оставшиеся при этом открытыми гомологические участки одних молекул будут стремиться присоединить комплементарные участки других молекул (рис. 15-31, стадия б) и образовывать Н-образные гетеродуплексные структуры. Перемещение точки ветвления (рис. 15-31, стадия в) приведет к удлинению гетеродуплексного участка и появлению короткой ветви. В случае реплицирующего фага Т4 были получены электронные микрофотографии [221] разветвленных молекул ДНК такого типа, JtaK показанные на рис. 15-29. В результате действия эндонуклеазы на разветвленные структуры (рис. 15-31, стадия г) будут образовываться надрезы . Любые одноцепочечные промежутки могут быть заполнены при помощи ДНК-полимеразы (рис. 15-31, стадия в), а разрывы могут быть сшиты полинуклеозид-лигазой. [c.282]

Молекула тропонина состоит из трех полипептидных цепей с мол. массами от 18 000 до 37 000 дальтон. Один полипептид (Т) прочно связывает тропонин с тропомиозииом в участке, расположенном приблизительно на одной трети расстояния от С- до N-конца, со стороны С-конца. Второй полипептид (I), входящий в состав тропонина, взаимодействует с актином в отсутствие ионов Са + и работает вместе с остальными двумя полипептидами, удерживая тропомиозин в таком положении, в котором он ингибирует гидролиз АТР. Когда третий полипептид (С-субъединица) присоединяет ионы кальция, то ингибирование прекращается и может начаться сокращение. Однако общая картина функционирования всей этой машины остается непонятной. По данным рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии [93, 94], при связывании кальция с тропонином тропомиозин отклоняется от S1 примерно на 20°, открывая активный центр для взаимодействия миозин — АТР—актин (рис. 4-24). Возможно, тропомиозин катится наподобие ролика вдоль поверхности актина, открывая центры одновременно в семи молекулах актина Если это действительно так, то какого рода мотор используется при этом и что не позволяет ролику упасть с актина Обо всем этом мы может только догадываться. Вполне возможно, что боковые цепи отдельных аминокислотных остатков тропомиозина, выступающие наподобие зубцов на субмикроскопической шестеренке, входят в комплементарные углубления актина. Тогда возникает вопрос почему связывание иона кальция с тропомиозииом приводит к тому, что тропомиозии начинает катиться , как ролик, по актину Мы знаем, что присоединение металлов к белкам может приводить к очень сильным конформационным изменениям (разд. В.8.в). Не исключено, что конформационное изменение С-субъединицы тропонина [c.325]

В рамках такого стехиометрического подхода реакции с переносом электронов делят на комплементарные, когда т — п, и некомплементарные, когда т п (Дж.Галперн, 1961 г.). Среди последних широко распространены случаи, когда /я = 1, и = 2. Такие реакции протекают двухстадийно. Наиболее часто реализуется следующий механизм [c.309]

Некомплементарные окислительно-восстановительные реакции обычно медленнее комплементарных, так как в этом случае механизм более сложный, 1 Ш0Г0ступенчатый, сопровождающийся образованием промежуточных соединений. Медленно протекают окислительно-восстановительные реакции с участием редокс-пар, в которых перенос электронов осуществляется атомами или группами атомов и сопровождается их перегруппировкой. Например, реакции с участием перманганат- и бихромат-ионов. Реакция же с участием редокс-пары СЮ4/СГ ( ° = 1,34 В) практически не идет, так как скорость ее чрезвычайно мапа из-за необходимости разрушить устойчивую внутреннюю сферу оксоиона СЮ4. [c.91]

Сопоставление ферментативного процесса, катализируемого ААТ, с реакцией в конгруэнтной модельной системе (см. стр. 381) показывает, что в ферментной системе происходит выравнивание энергетических уровней различных промежуточных форм и, тем самым, согласно правилу Бренстеда, понижение активационных барьеров. В этом проявляется комплементарность профилей химической (электронной) и конформационной энергий (см. стр. 408). Можно предположить, что изменение конформациоиной стабильности белка как целого коррелирует с конформационной свободной энергией многостадийного процесса. Промежуточные формы, возникающие в реакции с ААТ, моделируются комплексами холофермента с ингибиторами, останавливающими реакцию на различных стадиях. Была изучена денатурация таких комплексов. Из значений согласно Тенфорду (стр. 245), можно найти абсолютные значения свободной энергии денатурации АР, определяющие конформационную стабильность. Установлено, что конформационная стабильность на разных стадиях процесса различна. Формы, обладающие наименьщей химической энергией, в конгруэнтной системе имеют наибольшую конформационную энергию. Эти результаты согласуются с представлением о комплементарности, реализуемой в результате ЭКВ [147, 148]. [c.410]

Нагревание полинуклеотида LII при температуре несколько ниже температуры плавления и последующее медленное охлаждение приводит к образованию циклической структуры LIII за счет нековалентного взаимодействия комплементарных липких концов . Такая структура может быть обнаружена с помощью электронной микроскопии. Этот прием был использован для доказательства того, что концевые участки полинуклеотидных цепей ДНК фагов ТЗ и Т7 имеют одинаковую последовательность. Пользуясь сочетанием гибридизации и циклизации , можно различить вирусные ДНК, содержащие уникальную последовательность нуклеотидов и представляющие набор циклически переставленных фрагментов 74 (см. стр. 32). [c.63]

Одной из важнейших проблем химии нуклеиновых оснований является проблема их таутомерии. Так, одна из наиболее общепринятых теорий спонтанного возникновения мутаций основана на возможности существования оснований в различных таутомерных формах. Действительно, можно ожидать, например, что цитозин в аминоформе должен по своей электронной структуре образовывать комплементарную пару с гуанином, тогда как в иминофор-ме — с аденином тимин (урацил) в дикетоформе должен образовывать пару с аденином, а в таутомерной 4-оксиформе — с гуанином. Та же картина должна наблюдаться и для производных оснований. [c.162]

Конечным итогом денатурации при действии температуры, кислоты или щелочи может быть разделение цепей двухспиральной молекулы 3, Это следует из очень медленного восстановления свойств, характерных для исходной (нативной) ДНК, в процессе ренатурацин (см. ниже) после достаточно продолжительного инкубирования ДНК в условиях денатурации. С этим согласуется, кроме того, второй порядок скорости реакции ренатурации, данные электронной микроскопии з а также изменение гидродинамических характеристик молекулы при денатурации °з, збо Однако наиболее убедительным доказательством, по-видимому, является возможность разделения комплементарных цепей после денатурации 109. 185-195 [c.267]

При использовании для ренатурации деградированных препаратов ДНК наблюдаются заметные отличия в физических свойствах ренатурированных и исходных молекул Например, на электронных микрофотограммах ренатурированных молекул наблюдаются клубкообразные концы, тогда как середина молекулы имеет вид, характерный для двухспиральиых комплексов Односпиральные концы этих молекул могут образовывать двухспиральные участки с комплементарными односпиральными концами, в результате чего возникают агрегаты большого молекулярного веса Молекулы, отличающиеся от нативных, получаются также, по-видимому, при ренатурации денатурированной ДНК с циклическими перестановками, как, например, для ДНК Т-четных фагов. Здесь также возможно образование агрегатов, состоящих из большого числа молекул [c.274]

МОЖНО получить, используя результаты, относящиеся к миогло-бину. На фиг. 50 изображена модель структуры оксигемоглобина лошади. Две пары комплементарных полипептидных цепей образуют молекулу с размерами 64x55x50 А. Из четырех гемогрупп две соединены с а-цепями и находятся на расстоянии 35 А друг от друга, две другие — с р-цепями (расстояние между этими гемогруппами 25 А). Их ориентация установлена также с помощью метода электронного парамагнитного резонанса. Эксперименты показали, что две сульфгидрильные группы гемоглобина лошади, входящие в состав р-цепей, более активно связываются с атомами ртути, чем другие сульфгидрильные группы. [c.267]

Тем не менее, полученные композиции представляют собой двухфазные системы. На рис. 6.9, а показана электронная микрофотография ПММА каркаса, полученного после отмывки из композиции ПЭВП. Хорошо видно, что удаление ПЭВП приводит к образованию высокопористого ажурного каркаса с размерами структурных элементов от нескольких нанометров до нескольких десятков долей микрометра. Аналогичная картина наблюдается и в том случае, если отмыть от композиции ПММА (рис. 6.9,6). Очевидно, что структуры, показанные на рис, 6.9, являются комплементарными и должны дополнять друг друга в композиции. Двухфазность полученных систем подтверждают и данные калориметрических исследований, согласно которым происходит изменение температуры стеклования введенного полимерного компонента или температуры и теплоты плавления ПЭВП. В то же время, при синтезе описываемых композиций образуются структуры, имеющие двойную фазовую непрерывность, так как селективная отмывка каждого из компонентов приводит к образованию непрерывного пористого каркаса, а не распаду образца на части. [c.174]

Разветвленная структура — один из вариантов структурной организащги реплицирующейся ДНК. Репликация двухцепочечной ДНК осуществляется лишь в том случае, когда в полинуклеотидной цепи имеется одноцепочечный разрыв. При этом высвободившаяся З -гидроксильная группа выполняет затравочную функцию, а вновь синтезирующаяся цепь вытесняет старую комплементарную цепь, начиная с 5 -конца. В одной из подходящих для копирования точек фермент может сойти с первоначальной цепи и перейти на копирование комплементарной ей пепи. Такой переход ведет к образованию разветвленных структур. Они хорошо видны в поле электронного микроскопа. Предполагают, что подобное переключение в репликации полинуклеотидных цепей происходит и in vivo. При достижении синтезирующейся цепи свободного 5 -конца вытесненной цепи она сгибается на себя, опять вытесняя родительскую цепь, достраиваясь в виде комплементарной самой себе цепи. Подобные структуры не способны денатурироваться. Динамику и этапы описанного процесса репликации ДНК Корнберг иллю стрирует следующей моделью (рис. 19). [c.72]

Вследствие не идеального стерического соответствия (комплементарности) между контактными группами молекулы субстрата и активного центра, а также в результате внешних индуктивных воздействий и вторичных кооперативных эффектов, обусловленных изменением конфигурации белковой молекулы, в фермент-субстратных комплексах происходит геометрическая деформация отдельных валентных связей как в молекуле субйрата, так и в активном центре белка. Это происходит наряду с поляризацией. связей в результате изменения распределения электронной плотности. Оба фактора—деформация и поляризация ковалентных связей — повышают термодинамический потенциал связей, т. е. способствуют преодолению активационного барьера переход ного состояния. [c.141]

Химическое взаимодействие мономера с частицами реакционной среды (например, образование комплексов) может приводить к существенному ускорению полимеризации и осуществлению механизмов иницинирования и роста цепей, не свойственных данному мономеру в инертных средах. Такое взаимодействие называют химической активацией. Химическая активация — результат перераспределения электронной плотности в отдельных молекулах мономера (внутримолекулярный эффект) и (или ) благоприятной взаимной ориентации реакционных цен<гров в их совокупностях (межмолекулярный эффект). В статье проанализирован ряд примеров проявления внутри- и межмолекулярного эффектов химической активации, в частности, при полимеризации М-карбоксиангидридов, ароматических гетероциклов, четвертичных солей винилпиридинов и некоторых других ненасыщенных соединений. Подробно описана полимеризация активированного 4-винилпиридина на поликислотах, приводящая к образованию двухтяжных структур из спаренных комплементарных цепей. Этот процесс можно рассматривать как модель матричного синтеза биополимеров. В заключение высказаны некоторые общие соображения о роли химического взаимодействия реагентов (в частности, мономеров) со средой, которые указывают на возможность обобщенного подхода к проблеме катализаторов, активных растворителей, модификаторов и т. п. [c.298]

В результате широкого использования рентгеноструктурного анализа в экспериментах Уилкинса и его сотрудников вскоре были получены новые данные, подтверждающие правильность предложенной Уотсоном и Криком модели. Пришлось лишь несколько пересмотреть пространственное расположение атомов двойной спирали. Физико-химическое изучение поведения молекул ДНК в растворе и прямое электронно-микроскопическое исследование ДНК (фиг. 83) вскоре устранили последние сомнения в том, что двойная спираль действительно правильно отображает трехмерную структуру ДНК. Позднее в одной особенно важной работе было показано, что двойная спираль разрушается при разрыве пурин-пирими-диновых водородных связей, удерживающих обе цепи вместе. Например, разрыв водородных связей, происходящий при нагревании раствора ДНК до точки кипения и последующем быстром охлаждении, приводит к разделению двух комплементарных цепей двойной спирали. Такое разделение цепей приводит к коренным изменениям в свойствах молекулы ДНК, [c.178]

Как отмечалось в гл. УП1, построение двойной спирали ДНК из двух комплементарных нитей приводит к тому, что каждая молекула ДНК содержит два полных набора генетической информации, хотя и записанных в комплементарных последовательностях. Как мы сейчас увидим, природа использовала преимущества такого характера структуры ДНК и выработала механизмы, которые используют избыточность информации двух полинуклеотидных цепей для существенного повышения их стабильности в качестве носителей информации. Принцип обнаружения и исправления ошибок, основанный на использовании избыточных компонентов, хорсшо известен инженерам, занятым конструированием очень сложных машин, таких, как электронно-вычислительные машины или космические ракеты, для которых первостепенное значение имеет скорее надежность функционирования, чем стоимость устройства. Хорошо понимают значение этого также те, кто посылает телеграммы в виде двух копий. При этом всего лишь за двойную цену можно быть уверенным в том, что получатель обнаружит любую случайную ошибку, которая может возникнуть при передаче телеграммы. Точно так же существует вероятность, что в ДНК будет поврежден какой-то участок одной полинуклеотидной цепи. В этом случае другая цепь может служить не только для восстановления генетической информации, но и для исправления повреждения. [c.373]

Концевая избыточность ДНК Т-четных фагов значительно облегчила изучение родственных уз , а также структурных особенностей разнообразных фаговых нуклеиновых кислот. Как было отмечено ранее, экзонуклеаза III из Е. oli катализирует последовательное расщепление ДНК, начиная с З -конца каждой цепи двойной спирали. В результате образуются отрезки, содержащие 5 -конец. При наличии концевой избыточности на обоих концах двухцепочечной молекулы должны иметься одинаковые последовательности. Тогда ферментативное воздействие приведет к образованию комплементарных одноцепочечных отрезков или липких концов, способных сплавляться друг с другом, образуя кольца. Эта реакция, следовательно, может быть использована в качестве теста на концевую избыточность. При электронно-микроскопическом или седиментационном анализе такого материала были обнаружены многочисленные кольцевые молекулы, что убедительно продемонстрировало существование кольцевой избыточности (фиг. 29, А — С) [304]. [c.126]

Смотреть страницы где упоминается термин Комплементарность электронная: [c.136] [c.80] [c.165] [c.26] [c.263] [c.55] [c.665] [c.236] [c.25] [c.26] [c.199] [c.119] [c.215] [c.121] [c.328] [c.188] [c.527] [c.580] [c.48] [c.173]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология