Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Сверхспирализация

    Уонгу удалось обнаружить такой фермент. Этот белок оказался родоначальником обширного класса ферментов, меняющих топологические свойства ДНК и названных впоследствии топоизомеразами. Открытие топоизомераз заставило усомниться в том, что сверхспирализация никчемна Б биологическом смысле. Ведь, если есть ферменты, меняющие топологию, то, значит, сама топология клетке не совсем безразлична. [c.93]


    Зачем нужна сверхспирализация  [c.94]

    Сверхспирализация — это важнейший пример того, как физическое состояние молекулы ДНК влияет на ее работу в клетке. Всю эту проблему интенсивно изучают специалисты самых разных профилей — от медиков до математиков. Поэтому неудивительно, что существует множество гипотез о роли сверхспирализации в работе клетки. Мы остановимся более подробно на одной из них, которая кажется сейчас наиболее простой и правдоподобной. [c.94]

    С функциональной точки зрения важно, что сверхспирализован-ная ДНК обладает значительным запасом энергии по сравнению с ее релаксированной формой. Спедовательно, локальное расплетание двойной спирали ДНК с отрицательными сверхвитками будет приводить к сбросу напряжения сверхспирализации, и потому лно энергет. чески выгодно. Это отчетливо проявляется в том, что отрицательная сверхспирализация заметно стимулирует переход ДНК нз правой В-формы в левую Z-форму. Действительно, уже при обычных физиологических условиях участки с последовательностями d( G) -d ( G)n и d(A ) -d(GT) , встроенными в ДНК с 0,06, переходят в левоспиральную Z-фор.му. Есть веские свидетельства [c.32]

    Отрицательная сверхспирализация, наряду с крестообразными структурами, стабилизует и -форму ДНК. [c.257]

    Полимеризация дезоксирибонуклеотидов Раскручивание цепей ДНК Релаксация положительной сверхспирализации Синтез РНК-праймера [c.451]

    Теперь можно моделировать сверхспирализацию. Для этого, держа один конец неподвижным, вращайте другой конец шланга вокруг оси штыря так, чтобы ось шланга образовала левую винтовую линию. Затем дайте замкнутому в кольцо шлангу принять наиболее выгодное для него положение, придерживая его двумя пальцами одной руки. Вы убедитесь, что он примет форму, аналогичную изображенной на рис. 23. [c.92]

    Таково было простейшее объяснение сверхспирализации ДНК, сложившееся к началу 70-х годов. Оно означало, что сверхспирализация не имеет никакого биологического значения. [c.92]

    Поли ( -глутаминовая кислота) подобно другим полиаминокислотам, имеющим ионизуемые боковые группы, легко растворима в воде и при значениях pH, достаточно низких, чтобы подавить -ионизацию, принимает конформацию а-спирали. Дополнительная спирализация, образующаяся за счет сетки связанных водородными связями 7-карбоксильных групп, еще больше стабилизует структуру. Такой сверхспирализации способствует добавление к раствору диоксана или гидроксилсодержащих растворителей. [c.430]

    Последнее утверждение может вызвать недоумение. Ведь кажется, что сверхспираль на рис. 23 правая, а не левая. Это один из парадоксов, с которыми приходится сталкиваться при изучении сверхспирализации. Чтобы проще [c.91]

    В начале 70-х годов проблемой сверхспирализации ДНК занимались практически только две группы, обе в США, — [c.92]

    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]


    Если ДНК содержит гомопиримидин — гомопуриновые последовательности, то под влиянием отрицательной сверхспирализации она может переходить в форму, показанную на рис. 20. Поскольку для последовательностей типа d (AG) d (СТ) такой переход происходил при пониженных значениях pH (а при pH 4,3 он наблюдается и при 0 = 0), она пол чила название Н-фор.мы. Наличием Н-фор- [c.33]

    Два фермента обеспечивают высокую избирательность инициации синтеза ДНК, ограничивая инициацию репликации только ориджином. Это топоизомераза I и РНКаза Я, избирательно гидролизующая РНК в составе гибридных дуплексов с ДНК-Действие этих фер.ментов направлено против гибридных ДНК—РНК-участков, которые могут случайно образоваться на ДНК при транскрипции и послужить затравками для начала синтеза ДНК. Возможная роль в этом процессе РНКазы Н очевидна она способна непосредственно гидролизовать РНК во всех таких участках. Что касается роли топоизомеразы I, то необходимо отметить, что гибриды ДНК— РНК образуются лишь в том случае, если ДНК сверхспирализована (образование гибридного дуплекса снимает часть избыточной энергии сверхспирализации), причем сверхспирализована достаточно сильно, чтобы локальные нарушения нормальной вторичной структуры ДНК могли способствовать гибридизации с РНК- Топоизомераза I может релаксировать сверхспиральную ДНК лишь в том случае, если она сверхспирализована отрицательно и достаточно сильно, т. е. в условиях, способствующих возникновению на ДНК упомянутых локальных нарушений вторичной структуры. Таким образом, можно думать, что одна из функций этого ( рмента состоит в поддержании нормальной вторичной структуры ДНК, препятствующей ее гибридизации с РНК и образованию затравки. В мутантах Е. oli по РНКазе Н (ген rnh) или по топоизомеразе I (ген [c.62]

    В гомологичной рекомбинации могут принимать участие топоизомеразы. Например, создаваемая ДНК-гиразой отрицательная сверхспирализация заметно облегчает образование D-петель, поскольку последний процесс сни.чает механические напряжения, существующие в сверхспнральных молекулах. Действие топоизомеразы I в принципе позволяет цепям двух рекомбинирующих. [c.92]

    Функцию раскручивания (расплетения) двойной спирали ДНК в репликационной вилке, происходящего за счет энергии гидролиза АТФ, выполняет специфический гер-белок, названный хеликазой (мол. масса 300000). Образовавшиеся на определенное время одноцепочечные участки ДНК служат в качестве матрицы при репликации и стабилизируются при помощи особых белков, связывающихся с одноцепочечной ДНК (ДНК-связывающие белки) и препятствующих обратному комплементарному взаимодействию цепей ДНК (мол. масса 75600). В связи с этим их иногда называют дестабилизирующими двойную спираль белками. Имеются, кроме того, особые ферменты топоизомеразы (у прокариот одна из них названа ДНК-гиразой), которые играют особую роль в сверхспирализации, обеспечивая как репликацию, так и транскрипцию ДНК. Эти ферменты наделены способностью не только создавать супервитки, но и уничтожать суперспирализацию путем сшивания образующихся разрывов или разрезания ДНК. Наконец, открыты специальные ферменты, редактирующие ДНК, т.е. осуществляющие вырезание и удаление ошибочно включенных нуклеотидов или репарирующие повреждения ДНК, вызванные физическими или химическими факторами (рентгеновское излучение, УФ-лучи, химический мутагенез и др.). [c.480]

    Хромосомная ДНК, как правило, сверхспирализована. Как это было впервые показано в лаборатории Георгиева в 1982 г. (Лучник и Бакаев), сверхспирализация ДНК играет важную роль в биологической активности генома. Различные нуклеотидные последовательности в молекуле ДНК конкурируют за упругие витки и энергию сверхспирализации, поглощая их в конформационных переходах. Было установлено напряженное состояние ДНК в транскрипционно-активном хроматине вируса 8У40. Конформационные изменения, связанные с этими напряжениями, имеют прямое значение для регуляции генов. Сверхспирализация генома изменяется при дифференцировке, старении и элока-чественной трансформации клеток. [c.257]

    Развертывание двунитевой спиральной структуры геликазами не создает каких-либо осложнений, если, как это представлено на рис. 50, концы ДНК свободны. Если же они закреплены, как это, бесспорно, имеет место в кольцевых ДНК и скорее всего у ДНК в хромосомах эукариот, то раскручивание двойной спирали создает в остальной части структуры сверхспирализацию. При этом, поскольку раскручивается правая спиргшь, возникает и постепенно усиливается положительная сверхспирализация. Это не может не сказываться на протекании процессов в вилке репликации и должно постепенно привести к торможению процесса в целом. Чтобы избежать этого, необходимо введение в сохранившуюся двуспиральную структуру отрицательных супервитков. Этот процесс осуществляется с по мощью еще одного специального фермента, играющего важную роль в процессе репликации, — ДНК-топоизомеразы II. Название связано с тем, что единственной функцией этого фермента является введение в двунитевзоо ДНК отрицатель- [c.181]

    В результате сверхспирализации в участках В-ДНК, содержащих около 30 повторов ГЦ-пар, появляются районы левозакрученной, или 2-ДНК (рис. 2.3). Биологическое значение существования ДНК в 2-форме точно не установлено, однако показано, что 2-форма возникает в ходе кроссинговера между хромосомами в пахитене мейоза. [c.78]

    Так кто же осмелится утверждать, что тщательное изучение структуры ДНК не откроет нам совсем новые характеристики молекулы, важные для ее работы, не выявит новые ферменты, о которых никто раньше и не подозревал Где гарантия, что в результате мы не сможем еще активнее вмешиваться в генегические процессы Исследования последних лет вселяют уверенность, что именно изучение биологической роли тонких особенностей структуры ДНК обещает наиболее интересные и неожиданные находки. Пожалуй, самое яркое свидетельство тому — открытие кольцевой формы ДНК, явления сверхспирализации и ферментов то-поизомераз. При выяснении возникших здесь вопросов молекулярным биологам в наибольшей степени потребовалась помощь со стороны физики и математики. [c.88]


    Обычно сверхспирализованные молекулы принимают форму, показанную на рис. 23. Количественно сверхспирализация характеризуется величиной х = Ьк — N у . Подобно тому как самой двойной спирали приписывается определенный знак (положительный для правой спирали и отрицательный для левой), так и сверхспирализация может в принципе быть положительной или отрицательной. На рис. 23 двойная спираль правая, как и положено для ДНК, а сверхспирализация отрицательна. [c.91]

    Стало ясно, что сверхсппрализованное состояние ДНК не исключение, как думали вначале, а правило. Но тут возникло сомнение, — а такова ли ДНК там, внутри клетки Пришлось признать, что, скорее всего, — нет, не такова. По-видпмому, сверхспирализация — это реакция на насильственное извлечение ДНК из родной стихии, ведь условия, в которых пребывает ДНК внутри клетки, конечно же, отличаются от условий после ее извлечения. [c.92]

    Джерома Винограда, открывшего само явление сверхспирализации, п Джеймса Уонга. Кому охота была изучать свойство ДНК, явно ие имеющее биологического значения Собственно, и Уонг подключился только потому, что решил выяснить, могут ли те или иные белки расплетать ДНК. [c.93]

    Опыты Уонга требовали времени и усилий надо было в зкДНК разрывать одну из нитей, создавать комплекс между белком и разорванной ДНК, затем залечивать разрыв лигазой, отделять ДНК от белка и, наконец, измерять величину сверхспирализации. Хорошо бы иметь один белок, который и рвет нить, и залечивает разрыв, думал Уонг. Насколько меньше было бы возни. И он принялся искать такой белок в клеточных экстрактах кишечной палочки. [c.93]

    Начался планомерный поиск топоизомераз. И вот в 1976 г. группа Мартина Геллерта (Национальный институт здравоохранения, США) обнаружила фермент, который при помощи АТФ — этого универсального аккумулятора энергии в клетке, производит действие, обратное тому, что проделывает белок, открытый Уонгом. Этот фермент, названный гиразой, превращает расслабленную несверхспирализован-ную зкДНК в сверхспираль. И вот тут-то выяснилось, что если вывести из строя гиразу, то самые важные процессы в клетке, в частности репликация ДНК, полностью прекращаются. Стало ясно, что сверхспирализация — жизненно важное для клетки состояние ДНК. [c.93]


Смотреть страницы где упоминается термин Сверхспирализация: [c.31]    [c.32]    [c.33]    [c.60]    [c.139]    [c.271]    [c.31]    [c.32]    [c.33]    [c.60]    [c.139]    [c.271]    [c.295]    [c.450]    [c.90]    [c.91]    [c.91]   
Молекулярная биология. Структура и биосинтез нуклеиновых кислот (1990) -- [ c.31 , c.35 , c.61 , c.62 , c.204 , c.271 , c.272 ]

Молекулярная биология (1990) -- [ c.31 , c.35 , c.61 , c.62 , c.204 , c.271 , c.272 ]

Биофизическая химия Т.3 (1985) -- [ c.0 ]




ПОИСК







© 2024 chem21.info Реклама на сайте