Однотяжевые структура

Общие принципы организации вторичной структуры РНК были сформулированы П. Доти и сотр. и А. С. Спириным и сотр. (1959— 1961). Впоследствии было установлено, что эти принципы справедливы для всех однотяжевых РНК и на их основе для любой РНК с известной первичной структурой может быть построена достаточно достоверная модель вторичной структуры. [c.37]

Аналогичные принципы лежат в основе ферментативных методов анализа вторичных структур РНК- Известно большое число РНКаз, которые направленно гидролизуют фосфодиэфирные связи в однотяжевых участках РНК. Обнаружено также несколько нуклеаз, [c.39]

Нет сомнений в том, что аналогичные принципы лежат в основе организации структуры всех однотяжевых РНК. Однако строить конкретные пространственные модели макромолекул однотяжевых РНК крайне затруднительно из-за множества возможных вариантов укладки в них элементов вторичной структуры. Некоторую дополнительную информацию дает здесь идентификация нуклеотидных остатков, которые могут быть сшиты бифункциональными химическими агентами. [c.42]

За счет значительного диполь-дипольного взаимодействия протонов в жесткой двуспиральной структуре ДНК линии спектра ПМР столь сильно уширены, что не наблюдается сигналов при температурах ниже точки термического перехода [69, 79]. Выше температуры перехода ДНК представляет собой однотяжевой статистический клубок. Эта температура изменяется от примерно 80 до 100° для ДНК различного происхождения. Она повышается по мере увеличения процентного содержания Г—Т-пар [104], по-видимому, в связи с тем, что в каждой из этих пар образуется по 3 водородные связи, в то время как в А—Т-парах их-только 2 (стр. 403). При температурах выше точки перехода можио различить по меньшей мере 7 областей спектра. Отнесение сигналов в них можно сделать на основании анализа спектров моно- и олигонуклеотидов [69]. Отнесение показано на рис. 15.17. Наблю- [c.434]

Структура ДНК, предложенная Уотсоном и Криком, из пространственных моделей, предполагает наличие в молекуле двух цепей (тяжей), которые только при репликации временно образуют отдельные участки, не скрепленные водородными связями. Однако открытие у некоторых бактериофагов однотяжевой ДНК, для которой А =Т и Г=5 Ц [1], заставило по-новому взглянуть на природу нативной ДНК. Существование РНК в однотяжевой форме общеизвестно [2). Следовательно, вопрос о конформациях однотяжевых полимеров важен не только для понимания строения и функций обычных двухтяжевых нуклеиновых кислот, но представляет и самостоятельный интерес. [c.166]

Конденсация рибонуклеотидов в полинуклеотидную цепь (точно таким же образом, как в случае ДНК) приводит к РНК. Различные РНК имеют молекулярную массу от 20 000 до 200 000 и более. В качестве оснований они содержат остатки аденина, гуанина, цитозина, урацила и в незначительных количествах остатки гипоксантина. Тимин в РНК в качестве основного компонента не встречается. Большинство типов РНК имеет однотяжевую структуру. В зависимости от нахождения в клетке и функции различают рибосомные РНК, рРНК), транспор/тные РНК (тРНК), информационные РНК (иРНК), ядерные РНК- [c.666]

Здесь и далее под термином однсспиральный полинуклеотид понимается однотяжевая структура, в которой имеются лишь межплоскостные (стопочные) взаимодействия между соседними основаннями цепи. Под термином двухспиральный полинуклеотид понимается структура, в которой помимо указанного стопочного взаимодействия наблюдается образование комплементарных пар оснований, принадлежащих различным участкам одной цепи или разным полинуклео-тидным цепям. В такие комплементационные взаимодействия могут вовлекаться все основания вдоль полинуклеотидных цепей (двухспиральная ДНК) или лишь некоторые из них — частично двухспиральные структуры (например, тРНК). [c.262]

Одним из методов, который успешно применяют для разделения тяжей ДНК, является предложенный Доти и Мармуром [23] метод термической обработки ДНК в растворителе с низкой ионной силой. Однако для его применения в случае исследования ДНК или ДНП, поврежденных ионизирующей радиацией, необходимо точеое тестирование образования одиночных полинуклеотидных участков после термического разделения тяжей ДНК. Обычно о разделении тяжей судят на основании изменения молекулярного веса, поведения полимера при центрифугировании в градиенте плотности СзС1 и т. д. Анализируя ряд экспериментальных подходов, дающих возможность судить о наличии в растворе однотяжевых структур, можно прийти к выводу о том, что один из наиболее перспективных методов, дающий прямой ответ на вопрос о количестве тяжей в макромолекуле полимера,— это определение характера кинетических закономерностей деградации. Принцип метода применим к тем деградационным воздействиям, которые вызывают статистически независимые единичные разрывы в главных цепях валентностей. [c.9]

Другой пример влияния сверхспирализации на структурные превращения двойной спирали ДНК — образование крестообразных структур. Практически любая ДНК содержит инвертированные, или палиндромные, повторяющиеся последовательности длиной от нескольких п. о. до многих тысяч п. о. Теоретически можно представить себе превращение линейной двуспиральной формы палиндрома в крестообразную (рис. 19). Для релаксированной ДНК вероятность такого превращения ничтожна. Поскольку в ДНК с отрицательными сверхвитками этот переход энергетически выгоден, крестообразные формы in vitro обнаруживаются у всех исследованных сверхспирализованных ДНК с нормальной плотностью сверхвитков. (Экспериментально крестообразные структуры фиксируют по наличию однотяжевых петель в вершине шпилек , которые расщепляются нуклеазами, специфичными к однотяжевой ДИКО Вопрос о существовании крестообразных структур ДНК ш vito остается открытым. Скорость их юбразования очень мала, и, может быть, именно поэтому в клетке их еще никому не удалось обнаружить. [c.33]

Макромолекулы большинства природных РНК построены из одной полирибонуклеотидной цепи. Основной элемент их вторичной структуры — сравнительно короткие двойные спирали, образованные комплементарными участками одной и той же цепи и перемежающиеся ее однотяжевыми сегментами. Полирибонуклеотидные цепи в таких двуспиральных структурах антипараллельны, а сами двойные спирали, находящиеся в А-форме, не идеальны в них имеются дефекты в виде неспаренных нуклеотидных остатков или не вписывающихся в двойную спираль однотяжевых петель (рис. 21 и 22). Наряду с классическими уотсон-криковскими парами (А-и и О-С) в двутяжевых участках РНК часто встречается пара О-и. Таким образом, стабильность двутяжевых районов поддерживается комплементарными и межплоскостными взаимодействиями оснований. В однотяжевых участках наблюдаются сильные стэкинг-взаимодействия оснований, вследствие чего они стремятся принять конформацию однотяжевой спирали. [c.37]

Теоретическая модель вторичной структуры РНК должна быть далее подвергнута экспериментальной проверке. Прямые методы определения конформации макромолекул — рентгеноструктурный анализ и ядерный магнитный резонанс (ЯМР) — пока применимы лишь для низкомолекулярных РНК (см. следующий раздел). Поэтому в большинстве случаев принадлежность того или иного нуклеотидного остатка РНК (или достаточно протяженных ее участков) к двуспиральному или однотяжевому элементу вторичной структуры оценивается косвенным путем. Основная роль здесь принадлежит методам химической модификации и методам расщепления РНК структуроспецифическими РН Казами. [c.38]

Уже в ранних исследованиях. макромолекулярной организации однотяжевых РНК было установлено, что в физиологических условиях они характеризуются компактной и упорядоченной третичной структурой, которая возникает за счет взаимодействия шпилькообразных элементов их вторичной структуры. Транспортные РНК — единственные представители природных полирибонуклеотидов, которые удалось закристаллизовать и изучить методом рентгеноструктурного анализа с достаточно высоки.м разрешением. Поэто.му представления о принципах организации третичной структуры РНК [c.40]

Рибонуклеиновые кислоты. РНК, как пра вило, построены из одной полинуклеотид ной цепи, характерный элемент вторич ной структуры к-рой- шпильки , переме жающиеся однотяжевыми участками (рис. 3) [c.298]

Шггалька-двутяжевая спиральная структура, образующаяся в результате комплементарного спаривания оснований (А с и и О с С). Шпильки и соединяющие их однотяжевые участки РНК укладываются в компактную третичную структуру. Для тРНК вторичная структура имеет характерную форму, к-рую наз. клеверным листом . [c.298]

Другой характер носит вторичная структура неспаренных участков, таких как петли и акцепторный еССА-конец. Здесь часто имеется односпиральное расположение нескольких остатков, поддерживаемое межплоскостными взаимодействиями ( стэкинг ) оснований. Структура антикодоновой петли представляет особый интерес (рис. 20) три основания антикодона и два последующих основания, примыкающие к нему с З -стороны, находятся в едином стэкинге друг с другом и образуют однотяжевую правозакрученную спираль со своеобразными параметрами, так что первое основание антикодона помещается на самой [c.36]

Прежде всего, можно более или менее определенно локализовать на первичной структуре РНК те нуклеотидные остатки или олигонук-леотидные районы, которые не участвуют в комплементарном спаривании и вероятнее всего представляют собой однотяжевые секции цепи. Эти районы особенно чувствительны к таким рибонуклеазам, как панкреатическая пиримидил-РНКаза А, грибная гуанил-РНКаза Tt, бактериальная РНКаза Si, и к модификации их оснований такими [c.71]

Далее, возможна прямая локализация спаренных участков цепи. Один из наиболее результативных подходов состоит в том, что после переваривания РНКазой, гидролизующей однотяжевые участки РНК, получающиеся двуспиральные фрагменты разделяются в электрофорезе сначала в неденатурирующих условиях (первое направление), а затем в условиях диссоциации двуспиральных комплексов (второе направление) таким образом, каждая полоса первого направления, представляющая собой двойную спираль, разделяется во втором направлении на два пятна, представляющих собой комплементарные тяжи, которые идентифицируются и локализуются на первичной структуре РНК. Таким путем удается выявить не только смежные (вдоль цепи) комплементарные участки, но и комплементарные взаимодействия между удаленными участками цепи РНК. Другой подход, особенно эффективный в выявлении дальних взаимодействий, состоит в фотоактивируемых сшивках оснований спаренных тяжей в составе структуры РНК с последующей идентификацией сшитых олигонуклеотидов. [c.74]

Прокариотические рибосомы и рибосомы митохондрий и пластид содержат меньше компонентов, но структурно и функционально очень сходны с эукариотическими. Вторичная структура рРНК образуется за счет коротких двуспиральных участков молекулы — шпилек (рис. 14.9). Около 2/3 рРНК организовано в шпильки, 1/3 — представлена однотяжевыми участками, богатыми пуриновыми нуклеотидами, с которыми преимущественно связываются белки. Белки рибосом, подобно гистонам, обладают основным характером, выполняют как структурную, так и ферментативную роль. [c.188]

В последующих многочисленных работах, например [64—67], в которых критиковались количественные оценки, сделанные Де Во и Тиноко, использовались предложенные ими схемы вычисления свободной энергии. Корректность той или иной параметризации различных составляющих свободной энергии и в настоящее время не может быть доказана с определенностью. Между тем основные идеи были высказаны именно Де Во и Тиноко и ими же теоретически было установлено наличие сильных осевых взаимодействий, стабилизирующих структуру однотяжевых и двухтяжевых полинуклеотидов, в то время как водородные связи, на которых основывалась модель Уотсона и Крика, играют второстепен-ную роль. Анализируя результаты расчетов различных авторов, можно отметить, что хотя между ними нет количественного согласия, качественный вывод Де Во и Тиноко о доминирующей роли вертикальных взаимодействий в стабилизации спирали разделяется всеми. [c.185]

За последние несколько лет концепция однотяжевой спиральной структуры, стабилизируемой осевыми взаимодействиями, была развита также для поли-Ц [72, 101] и по-ли-У [97], причем было установлено, что существенное взаимодействие начинается уже на динуклеотидном уровне. [c.191]

V Другой особенностью однотяжевых полинуклеотидов является их способность образовывать шпильки, представляющие собой участки двойных спиралей. При этом полинуклеотид накладывается сам на себя таким образом, что небольшие фрагменты, состоящие, по-видимому, из 4—6 оснований, находят комплементарные им фрагменты в удаленных участках полинуклеотида. Доля упорядоченных участков двойных спиралей, или. процент спиральности, можрт быть опреде-гтеня из ряда экспериментальных данных, например, ДОВ и гипо-хромизма. Образование вторичной и даже третичной структур полинуклеотидов, в частности, т-РНК и м-РНК, интенсивно изучается в течение последних 10 лет, с тех пор как Фреско [c.200]

Перейдем к рассмотрению возможных вторичных структур однотяжевых полинуклеотидов. Еще несколько лет назад, решая вопрос о равновесной конфигурации однотяжевого полинуклеотида, считали по аналогии с двухтяжевой нативной ДНК, что, в этой структуре необходимо обязательное комплементарное спаривание оснований между участками той же цепи. При этом образуется так называемая шпилькообразная структура. [c.202]

В ряде экспериментальных работ вторичная структура однотяжевых полинуклеотидов предсказывалась из анализа оптических свойств. При этом основания были защищены формальдегидом [115], или вводили радикал, не позволяющий образовать водородной связи из-за пространственных затруднений 1[88], или же рассматривали ди- и тринуклеозидфосфаты, длина цепи которых еще достаточно мала, чтобы не позволить им замкнуться на себя. Во всех случаях имелись очевидные доказательства образования упорядоченной вторичной одноцепочечной структуры. Из этих экспериментов, хотя они не дают прямых доказательств, совершенно определенно вытекает вывод о существовании одноцепочечного полинуклеотида в виде однотяжевой спирали с основаниями, параллельными одно другому и перпендикулярными оси спирали [81, 115—116]. [c.203]

Для однотяжевой ДНК из бактериофага Ф 174 подтверждена подобная структура [88]. В работе fll8] приведены электронные микрофотографии ДНК из фага ф 174 и определена е длина. Из известного молекулярного веса этой ДНК получаем величину массы на единицу длины в два раза меньше, чем в двухтяжевой ДНК. Имеется еще много работ, подтверждающих эту точку зрения, но мы не будем их рассматривать (см. например, обзор [113]). [c.203]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология