Связи фосфодиэфирные

Эти части соединяются друг с другом с высвобождением двух молекул воды (рис. 2-20). Нуклеотиды связаны фосфодиэфирными связями, образующимися между 5 -гидроксилом сахара одного нуклеотида и З -гидроксилом другого [уравнение (2-11)]. Структура пары коротких полинуклеотидных цепей изображена на рис. 2-21. [c.123]

Образование фосфодиэфирной связи [c.171]

Сам механизм гидролиза прост и напоминает механизм гидролиза РНК, катализируемого гидроксидом отличие состоит в специфическом расщеплении фосфодиэфирных связей с образованием 3 (а не 2 )-монофосфатов (рис. 3.7). Однако (с учетом псевдовращения) возможны два стереохимических механизма для каждого этапа реакции, катализируемой ферментом. [c.128]

Конечно, по мере того как новые основания сближаются с матричной цепью, они должны вступать в реакцию полимеризации, давая комплементарную цепь. Для этого две мономерные единицы образуют между собой 3, 5 -фосфодиэфирную связь. Ферментом, который катализирует такую реакцию полимеризации, является ДНК-полимераза. Как и в случае образования пептидной связи, для образования фосфодиэфирной связи затрачивается определенная энергия. Следовательно, мономерные единицы нельзя последовательно присоединять в форме монофосфатов, но следует сначала активировать, превратив в трифосфаты. Для обеспечения правильной последовательной полимеризации ферменту необходимо присутствие родительской цепи в качестве матрицы. Помимо этого для фермента необходимо присутствие затравки ДНК, с которой начинается синтез новой цепи. Следовательно, имеет место не синтез совершенно новой цепи, а удли- [c.148]

Из характера межнуклеотидной связи следует также, что нуклеиновые кислоты — это неразветвленные полимеры. Лишь в очень редких случаях (они относятся, как правило, к промежуточным продуктам биосинтеза РНК) 2 -гидроксильная группа нуклеотидных остатков может использоваться для образования дополнительной фосфодиэфирной связи (ем. гл. VIH, раздел 4). [c.11]

Они считали, что все нуклеотиды соединены между собой фосфодиэфирными связями между пятым и третьим углеродными атомами сахаров соседних нуклеотидов. Будучи химиками-органиками, они интересовались только тем, как связаны между собой атомы, предоставляя кристаллографам решать вопрос об их пространственном расположении. [c.38]

Заметим, что образование фосфодиэфирной связи нельзя сводить к простому взаимодействию хлорфосфата с 5 -гидроксилом нуклеозида. Этот метод редко используется для образования фосфодиэфирной связи, поскольку такие реакции протекают медленнее, а сама методика синтеза сравнительно сложна. Ниже будет обсуждаться более удобная реакция хлорфосфата одного нуклеозида со вторым нуклеозидом. Альтернативный подход заключается в образовании фосфодиэфирной связи путем активации in situ нуклеотидов копденспрующнм агентом. Некоторые из таких агентов описаны ниже. [c.174]

Некоторые подробности реакции ДЦГК с органическими кислотами, приводящей к образованию их ангидридов, уже обсуждались. По очень похожему механизму происходит и образование фосфодиэфирной связи. Зто показано на примере синтеза динуклеотида тимидил- (3 - 5 ) -тимидина [c.174]

Но первые минуты работы с моделями не принесли нам особой радости. Хотя атомов было всего полтора десятка, они то и дело вываливались из неуклюжих зажимов, которым полагалось удерживать их на соответствующем расстоянии друг от друга. Хуже того складывалось неприятное впечатление, что валентные углы наиболее важных атомов не подчиняются никаким правилам. Ничего хорошего это не обещало. Полинг установил строение своей а-спирали, твердо зная, что пептидные группы плоские. А тут, к нашей большой досаде, как будто получалось, что фосфодиэфирные связи, которые соединяют соседние нуклеотиды в ДНК, почти наверное могут иметь самую разнообразную форму. Во всяком случае, у нас не хватало химической интуиции, чтобы выделить единственную конфигурацию, которая была бы намного изящнее всех других. [c.57]

О ДНК и РНК говорилось как о высокомолекулярных соединениях, состоящих из мономерных единиц — нуклеозидов, соединенных между собой фосфодиэфирным] связями. Такое описание может привести к представлению, будто бы это длинные [c.113]

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]

ДНК-лигазы обнаружены у самых разных организмов. Они нуждаются в высокоэнергетических кофакторах например, лигаза . соИ нуждается в NAD+, а широко используемая для генно-инженерных методик лигаза фага Т4 — в АТР. Прежде чем образовать фосфодиэфирную связь, соединяющую два фрагмента ДНК, лигаза активирует 5 -конец одного из фрагментов с помощью высокоэнергетического кофактора (рис. 32. [c.54]

В клеточных стенках тейхоевые кислоты ковалентно связаны фосфодиэфирными связями с остатками мурамовой кислоты пеп-тидогл,икана. Было предложено два возможных типа их расположения [412]. Согласно одному из них, цепи пептидогликана расположены перпендикулярно по отношению к внешним концам тейхоевых кислот. В соответствии с этой моделью клеточная стенка состоит из слоя пептидогликана толщиной 10 нм, снаружи от которого находится слой тейхоевых кислот толщиной 12 нм. Согласно другому предположению, цепи пептидогликана ориентированы параллельно поверхности бактериальной клетки. При равномерном распределении связей тейхоевой кислоты с пептидогликаном она оказывается тесно связанной с последним на всем протяжении стенки. [c.395]

Молекула ДНК состоит из двух антипараллель-ных полинуклеотидных цепей, образующих двойную спираль. Их мономерной единицей является нуклеотид, который состоит из азотистого основания, дезоксирибозы и фосфатной группы. Соседние нуклеотиды в цепи связаны фосфодиэфирными связями, а цепи удерживаются вместе с помощью водородных связей, образующихся между комплементарными основаниями. При этом аденин образует водородные связи только с ТИМИНОМ, гуанин - только с цитозином. Процесс удвоения ДНК называется репликацией. В нем участвует множество различных белков, прежде всего ДНК-полимеразы. Каждая из цепей ДНК служит матрицей для синтеза комплементарной цепи. Комплемен-тарность оснований противоположных цепей гарантирует идентичность новосинтезирован-ной и исходной ДНК. [c.47]

Направление цепей в двойной спирали по отношению к меж-нуклеотидным связям (фосфодиэфирным мостикам) взаимно противоположно, т.е. цепи антипараллельны. Если например, на приведённой выше формуле в верхней цепи фосфодиэфирные СВЯЗИ между А и G и далее принадлежат к типу 5 - 3 , то в нижней цепи связи между основаниями Т и С, комплементарными основаниям А и G, принадлежат к типу 3 ->5 Описанное выше строение ДНК установлено для так называемой В-формы ДНК, степень кристалличности которой была определена при влажности образца около 90 %. Считается, что такая форма характерна для ДНК, находящейся в растворе и in vivo. При снижении влажности препарата до 70 % В-форма переходит в более высококристаллическую А-форму, в которой пары оснований повёрнуты на 20° от плоскости, перпендикулярной оси спирали на один оборот спирали (период идентичности 2,8 нм) приходится 11 остатков нуклеотидов ширина двойной правосторонней спирали составляет 2,2 нм. Переход от В-фор-мы к А форме укорачивает цепь примерно на 25 %. Ешё одна вторичная структура, в которой может существовать ДНК, назьшастся С-формой, в ней шаг спирали составляет 3,3 нм, а на каждом витке спирали располагается 9 пар оснований. [c.117]

Полимеры нуклеозидмонофосфатов, в молекулах которых 3 - и 5 -гидроксильные группы двух соседних углеводных остатков связаны фосфодиэфирным мостиком, представляют собой ковалентный каркас нуклеиновых кислот. Соединения, содержащие менее 50 нуклеотидных остатков, обычно относят к олигонуклеотидам. Олигонуклеотиды, построенные из остатков одного и того же нуклеотида, называют гомополимерами. Их получают либо синтетическим путем, либо в результате расщепления более длинных полимеров. Этот раздел посвящен хроматографии олигонуклеотидов на колонках фракционирование этих соединений с помощью электрофореза на бумаге и в геле рассмотрено в разд. 10.7. [c.168]

З -Гидроксил затравки атакуется а-гтомом фосфора соответствующего (определяемого затравкой) трифосфата, отщепляя при этом пирофосфат и образуя фосфодиэфирную связь. З -Гид-роксильная группа вновь присоединенного мономера находится теперь в положении, позволяющем атаковать следующую молекулу трифосфата, так что полимеризация может продолжаться вдоль матрицы. Матрица оканчивается 5 -фосфатом, а новообразованная цепь — З -гидроксильной группой. [c.150]

Синтез 3, 5 -фосфодиэфирной связи в РНК осуществляется так же, как и в ДНК. Опять З -гидроксильная группа растущей цепи (РНК) атакует соответствующий мономерный трифосфат, как диктуется матрицей, образуя фосфодиэфирную связь с последующим отщеплением пирофосфата. Эта реакция катализируется ферментом РНК-иолимеразой. В данном случае матрица — это ДНК, так как генетическая информация, хранящаяся в форме ДНК, передается полимерной РНК (так называемой мРНК). В качестве матрицы служит лишь одна из двух цепей ДНК. Однако для начала синтеза не требуется затравки РНК- Фермент просто связывается с определенным участком цепи ДНК, и отсюда начинается синтез РНК этот участок называется промотором. Происходящую прн этом реакцию можно представить следую- [c.152]

Напомним, что полимерные молекулы, как ДНК, так н РНК, обладают 3, 5 -фосфодиэфирным остовом. Гидрокснльные группы сахара и экзоциклические аминогруппы оснований (если таковые имеются)—вот два потеициалыю реакциоипоспособных центра, которые необходимо блокировать, чтобы образовалась только искомая связь. Если такое блокирование проведено, то может произойти образование желаемой связи [c.154]

Стратегические проблемы синтеза полипептидов и полинуклеотидов носят существенно иной характер. Здесь также требуется последовательное построение необходимых межмономерных связей и, следовательно, применение эффективных и общих методов создания амидной и фосфодиэфирной связей соответственно. Однако в отличие от типичных полисахаридов эти биополимеры состоят из линейных, но нерегулярных последовательностей не идентичных мономерных звеньев. Именно эта специфическая последовательность определяет уника,тьные химические, физические и биохимические свойства каждого из этих биополимеров. Таким образом, стратегической проблемой в синтезе этих соединений является обеспечение строго определенной последовательности мономерных звеньев в растущей полнпептидной или полинуклеотидной цепи, тогда как задача построения самих межмономерных связей низводится на тактический, рутинный уровень. Очевидно, что для построения таких нерегулярных полимерных цепей реакции типа полимеризации или поликонденсации принципиально неприменимы (в противоположность синтезу регулярных полисахаридов), а присоединение к растущей цепи каждого очередного мономерного звена превращается в самостоятельную операцию, требующую собственного набора реагентов и условий ее проведе- [c.298]

На основе сведений о различных защитных группах, пригодных для блокирования гидроксильных и аминогрупп, можно синтезировать защищенные нуклеозиды, в которых реакционноспособные группы образуют только 3, -фосфодиэфирную связь. Нежелательные продукты (3, 3 - или 5, 5 -фосфодиэфиры, фосф-амиды и т. п.), скорее всего не образуются. Показательный при- [c.166]

Инициация транскрипции сопровождается модификацией З -конца РНК с образованием специфической нуклеотидной структуры, в которой 7-метилированный остаток гуанозин-э -трифосфата соединен 5 —5 -фосфодиэфирной связью с концевым нуклеотидом РНК. Эго так называе.мый кэп (англ. ap), который присоединяется сразу после инициации транскрипции к адениловому или гуанило-вому остаткам. Поэтому сайт инициации транскрипции часто называют кэп-сайтом [c.174]

После завершения реакции защитные группы можно удалить в мягких условиях, не затрагивающих фосфодиэфирной связи. На этом основан фосфодиэфирный метод синтеза полинуклеотидов. Продукт реакции — фосфодиэфир со свободной, потенциально уязвимой для воздействия, отрицательно заряженной группой. Далее, с увеличением длины полинуклеотидной цепи число отрицательных зарядов в соединении также будет увеличиваться. Поэтому в зависимости от условий реакции эти потенциально нуклеофильные центры могут участвовать в нежелательных побочных реакциях. Кроме того, такое многозарядное соединение слищком полярно, чтобы можно было проводить его очистку обычными методами органической химии, например с помощью хроматографии на силикагеле. Вместо этого необходимо использовать хроматографию на ионообменных носителях, обладающих меньшей емкостью (например, на ДЭАЭ-целлюлозе). Фосфодиэфирный метод пригоден для получения веществ лишь в небольших количествах. Однако нейтрализация зарядов путем этерифи-кации подходящими защитными группами перед фосфорилирова-нием нуклеозидов устраняет проблемы, упомянутые выше. В этом случае продуктом реакции конденсации является фосфотриэфир. Фосфотриэфирный метод позволяет работать с большими количествами веществ. Ниже описаны некоторые защитные группы, используемые для блокирования фосфата. [c.167]

Именно защищенный фосфорилирующий агент и реягирует с нуклеозидами с образованием 3, 5 -фосфодиэфирной связи. После завершения реакции трихлор-этильная защитная группа может быть удалена несколькими способами классический— это обработка цинком, но можно использовать и фторид тетрабутил-аммония [c.168]

Лпазы, катализирующие расщепление связи углерод—кислород (КФ 4.2), могут приводить к-деполимеризации полисахаридов (полисахарид-лиазы, КФ 4.2.2) путем отнятия молекулы спирта от мономерных звеньев. Изомеразы в ряде случаев катализируют перегруппировки 8—5-связей в белках (КФ 5,3.4). Наконец, лигазы (синтетазы) катализируют ацилирование транспортных РНК соответствующими аминокислотами (1<Ф 6,1.1) и восстанавливают разрушенные фосфодиэфирные связи в нуклеиновых кислотах (КФ 6.5). [c.7]

Для образования фосфодиэфирной связи эти реагенты более эффективны, чем карбодиимиды. Сульфохлориды более реакциои-носпособиы, дают более высокие выходы продуктов и могут быть [c.175]

Даже при использовании TPS в небольшой степени наблюдается сульфирование. Кроме того, образование хлороводорода, хотя и связывающегося пиридином, может вызвать нежелательные побочные реакции, особенно в присутствии кислотолабильных групп. Эти проблемы удалось решить при замене атома хлора на уходящую имидазольную, триазольную или тетразольную группы. Таким образом, для образования фосфодиэфирной связи применимы следующие сульфореагенты [c.177]

В нуклеиновых кислотах мономерные остатки связаны между собой фосфодиэфирными связями,. Как в ДНК, так и в РНК эта связь осуществляется только за счет З -ОН одного нуклеозндного сстат-ка и 5 -0Н другого (рис. 3). Поэтому межнуклеотидную связь называют 3 —5 -фосфодиэфирной. Отсюда следует, что лолинуклеотидные цепи ДНК л РНК полярны и их концевые остатки неравноценны если рассматривать нефосфорилированный по концам полинуклеотид, то на одном конце он будет содержать 5 -, а на другом конце — З -ОН. Эти концы называют 5 - и З -концами цепи, соответственно. [c.11]

Такое планирование оправдано в тех случаях, когда потенциальное исходное соединение является бросовым товаром (например, является отходом того или иного производства и желательна его рациональная утилизация, либо когда в целевой молекуле легко распознать структурные фрагменты, отвечающие доступным соединениям. Наиболее выразите.льньш примером второй ситуации может служить синтез биополимеров (белков, полисахаридов, нуклеиновых кислот). Все они построены из небольших мономерных блоков, соединенных через гетероатомы. Такими мономерами для полипептидов и белков являются аминокислоты, для полисахаридов — моносахариды, а для нуклеиновых кислот — нуклеотиды. В биополимерах эти мономеры соединены амидной, 0-гли-козидной и фосфодиэфирной связями соответственно. Такие связи легко расщепляются при химическом или ферментативном гидролизе. Обратное превращение — сборка межмономерных связей — представляет собой обыч- [c.295]

Идентификация модифицированных нуклеотидных остатков в полинуклеотидной цепи РНК долгое время была задачей особой трудности. С появлением современных методов секвенирования нуклеиновых кислот она существенно упростилась. Модификацию РНК или ее расщепление ферментами ведут таким образом, чтобы (как и при секвенировании) было затронуто в среднем только одно звено на молекулу (в чем есть дополнительный смысл, так как множественная модификация РНК искажает ее структуру). Далее, если изучается РНК небольшого размера или сегмент РНК, примыкающий к одному из ее концов, то этот конец метят радиоактивной меткой и задача идентификации модифицированного основания (после расщепления соответствующего звена) или атакованной нуклеазой межнуклеотидной связи сводится, как и при секвенировании, к определению длины фрагмента по его подвижности в высокоразрешающем электрофорезе в геле. В том случае, когда анализируемый район удален от концов молекулы на расстояние больше 150—200 н. о., используют реакцию обратной транскрипции (см. гл. 13). Для этого синтезируют олигонуклеотид, комплементарный участку РНК, расположенному вблизи от анализируемого района с З -концевой стороны молекулы, и далее используют его как праймер для обратной траискриптазы. Так как этот фермент останавливается на модифицйрованных остатках матрицы (или в том месте, где расщеплена фосфодиэфирная связь), то вновь по длине образующегося фрагмента можно определить положение модифицированного звена в РНК. [c.40]

В. Кон и сотр.), когда было установлено строение их мономеров — нуклеозидов и нуклеотидов, и доказано, что и в ДНК, и в РНК нуклеотидные остатки связаны только 3 —5 -фосфодиэфирной связью. К этому же времени с помощью бумажной хроматографии были выяснены основные закономерности нуклеотидного состава ДНК и РНК (Э. Чаргафф и сотр.). В частности, было показано, что в ДНК аденин и тимнн, гуанин и цитозин всегда содержатся в равных количествах это имело принципиальное значение при установлении ее макромолекулярной структуры. [c.6]

Из рис. 8 видно, что углеводофосфатный остов молекулы обращен наружу. Спираль закручена таки.м образо.м, что на ее поверхности можно выделить две бороздки большую шириной 2,20 нм и малую шириной около 1,20 н.м (их называют также главным и минорным желобками). Спираль — правозакрученная, а полннук-леотидные цепи в ней антипараллельны. Это означает, что, если двигаться вдоль оси спирали от одного ее конца к другому, в одной цепи будут встречаться фосфодиэфирные связи в направлении 3 - -5, а в другой — в направлении 5 ->-3. Иными словами, на каждом из концов линейной молекулы ДНК расположены 5 -конец одной и З -конец другой цепи. [c.22]

ДНК Поли.меразы проверяют комплементарность каждого нуклеотида матрице дважды один раз перед включением его в состав растущей цепи и второй раз перед тем, как включить следующий нуклеотид. Очередная фосфодиэфирная связь образуется лишь в том случае, если последний (З -концевой) нуклеотид затравки комплементарен матрице. Если же на предыдущей стадии полимеризации произошла ошибка (например, из-за того, что нуклеотид в момент полимеризации находился в необычной таутомерной форме), то репликация останавливается до тех пор, пока неправильный нуклеотид не будет удален. Некоторые ДНК-полимеразы обладают не только полимеризующей, но и 3 -экэонуклеазной активностью, которая отщепляет не спаренный с матрицей нуклеотид затравки, после чего полимеризация восстанавливается, от механизм, коррекция, заметно увеличивает точность работы ДНК-полимераз. Мутации, нарушающие З -экзонуклеазную активность ДНК-полимеразы, существенно повышают частоту возникновения прочих мутаций. Напротив, мутации, приводящие к усилению экзонуклеазной активности относительно поли.меризующей, снижают темп мутирования Генетического материала. [c.47]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология