Цепи двойной спирали ДНК

Двойная спираль ДНК (разд. 25.6) образуется как бы в результате закручивания двух полинуклеотидных цепей друг около друга по винтовой линии вокруг общей оси. Две цепи двойной спирали ДНК являются комплементарными (взаимодополняющими), так как расположение органических оснований вдоль двух цепей создает оптимальные условия для возникновения водородных связей. [c.465]

Подобно белкам, нуклеиновые кислоты могут денатурировать. Этот процесс состоит в расхождении цепей двойной спирали ДНК и двухспиральных участков молекулы РНК (в частности, тРНК рис. 2-24). Денатурацию можно вызвать добавлением кислоты, щелочи, спиртов или удалением стабилизирующих структуру молекулы противоионов, например Mg +. В результате денатурации каждая из цепей молекулы приобретает форму беспорядочно свернутого клубка, поэтому данный процесс называют переходом спираль—клубок. Тепловая денатурация нуклеиновых кислот, как и белков, носит кооперативный характер (гл. 4, разд. В.7) и происходит в довольно узком интервале температур характерным параметром процесса является температура плавления. [c.142]

При консервативном типе репликации исходная ДНК остается неизменной во время всего процесса репликации и дочерние ДНК полностью состоят из вновь синтезированной ДНК. При полуконсервативном типе репликации в каждом акте репликации половина родительской ДНК переходит в дочернюю. Полу-консервативная схема репликации была предложена Уотсоном и Криком как логическое дополнение к созданной ими модели строения ДНК. Они предположили, что при репликации комплементарные цепи двойной спирали ДНК раскручиваются и каждая из них служит матрицей для синтеза новой цепи ДНК. Рассматривались также и другие механизмы, с помощью которых может осуществляться полуконсервативный тип репликации. [c.327]

Замена дезоксирибозы на рибозу или тимина на урацил не дает оснований считать, что конформации РНК и ДНК в растворе должны существенно различаться между собой. Однако поведение этих веществ в растворе в действительности оказывается различным, что может быть объяснено так же, как объясняется образование этих двух полимеров в живом организме. Цепи двойной спирали ДНК разделены, и каждая из них служит матрицей, определяющей последовательность остатков оснований во вновь образованной цени, которая должна удовлетворять правильному расположению А — Т и Г — Ц (рис. 42). Этот процесс, в котором создается равное число комплементарных, дополняющих друг друга цепей с последовательностью мономерных звеньев, идентичной последовательности исходной макромолекулы, может быть продемонстрирован на примере бесклеточной системы, как это и было показано изящными экспериментами в лаборатории Корнберга [356, 357]. При биосинтезе РНК последовательность мономеров также определяется [c.129]

При температурах, превышающих температуру плавления примерно на 5°, две цепи двойной спирали ДНК расходятся в результате броуновского движения. При быстром охлаждении такого раствора эти цепи остаются отделенными друг от друга (фиг. 31). Но если раствор охлаждать медленно, то мон<ет произойти специ- [c.75]

Мы объяснили экспериментальные результаты, описанные в этом разделе, пользуясь представлением о разделении цепей двойной спирали ДНК. Хотя таких представлений придерживаются очень многие исследователи, тем не менее эта точка зрения не является общепринятой. Может случиться, что результаты новых экспериментов потребуют пересмотра представлений, которыми мы здесь пользовались. Отчасти именно по этой причине описанные в настоящем разделе явления стали предметом столь интенсивных исследований. [c.327]

Репликация ДНК полуконсервативным способом. Согласно гипотезе Уотсона и Крика, каждая из цепей двойной спирали ДНК служит матрицей для репликации комплементарных дочерних цепей. При этом образуются две дочерние двухцепочечные молекулы ДНК, [c.300]

Рис. 11.2. А. Схематическое изображение процесса транскрипции РНК (цветная линия) по ДНК-матрице. Для транскрипции необходимо локальное расхождение цепей двойной спирали ДНК для экспонирования цепи, выступающей в роли матрицы. Для инициации синтеза РНК не требуется наличия З -ОН-за-травки на 5 -конце растущей цепи РНК остается трифосфатная группировка. Б. Синтез РНК происходит за счет взаимодействия З -гидроксильной группы растущей цепи и а-

После расплетания и разделения родительских цепей двойной спирали ДНК они могут выступать в роли матриц, по которым синтезируются растущие комплементарные дочерние цепи. Синтез новых цепей напра- [c.104]

Существуют различные типы ДНК-топоизомераз. Топоизомераза типа I разрывает только одиу из двух цепей двойной спирали ДНК, что дает возможность двум участкам ДНК но обе стороны от разрыва [c.297]

Общая рекомбинация инициируется в точке разрыва одной из двух цепей двойной спирали ДНК 303 [c.512]

Ясно видно, что две цепи двойной спирали ДНК связаны между собой через основания, входящие в состав каждой цепи. [c.104]

Рнс. 11-20. Асимметричная структура репликационной вилки ДНК. Как подробно говорилось ранее (разд. 5.3.2), фермент ДНК-поли-мераза может синтезировать цепь ДНК только в направлении от 5 -конца к З -Концу. Поскольку две цепи двойной спирали ДНК имеют противоположную полярность, одна из цепей родительской матричной ДНК должна копироваться небольшими кусочками в обратном направлении. Поэтому синтез ДНК на этой цепи (матрице для отстающей цепи) по механизму принципиально отличается от синтеза на другой цепи (матрице для ведущей цепи). Таким образом, репликационная вилка асимметрична. [c.160]

В ДНК хранится информация о всех процессах, связанных с ростом, развитием и жизнедеятельностью организма, в виде сочетаний четырех нуклеотидов. Информация записывается вдоль цепи двойной спирали ДНК триплетный код) в форме специфической для данного организма последовательности собранных в тройки азотистых оснований. Исходящая от ДНК информация кодирует аминокислотную последовательность синтезируемых белков. В свою очередь последовательность [c.309]

Д. Неправильно. Репарация зависит от наличия двух копий генетической информации, находящейся в цепях двойной спирали ДНК. [c.287]

На самом деле структура ДНК является еще более сложной, так как две составляющие ее полимерные спирали закручены в противоположном направлении иными словами, они антипараллельны. Если двигаться вдоль обеих спиралей в одном и том же направлении, то в одной из них связь между сахарными и фосфатными остатками будет -5, 3 - 5, 3 -5, 3 -, а в другой — -3, 5 -3, 5 -3, 5 -. Во время синтеза белка одна из цепей двойной спирали ДНК служит активным источником информации для клетки, являясь матрицей для образования так называемой информационной или матричной рибонуклеиновой кислоты (мРНК). При делении клетки обе нити двойной спирали выступают в роли матриц для синтеза комплементарных молекул ДНК. Таким образом, каждое дочернее ядро после деления содержит по паре нитей ДНК или по нескольку пар этих нитей, которые идентичны родительской ДНК. Этот процесс представлен схематически на рис. 27-6 и более подробно — на рис. 27-7. [c.485]

Другой аспект гипотезы Уотсона-Крика состоит в том, что структура двойной спирали ДНК указывает способ, с помощью которого может быть точно воспроизведена содержащаяся в ДНК генетическая информация (рис. 27-13). Поскольку две цепи двойной спирали ДНК структурно комплементарны, их нуклеотидные последовательности несут комплементарную друг по отношению к другу информацию. Уотсон и Крик постулировали, что репликация ДНК в ходе деления клеток начинается с разделения двух цепей, каждая из которьк становится матрицей, определяющей нуклеотидную последовательность новой комплементарной цепи, образуемой с помощью репликативных ферментов. Была выска- зана мысль, что правильность репликации каждой из цепей ДНК должна обеспечиваться точным соответствием и стабильностью комплементарных пар оснований А=Т и 0=С в двух дочерних дуплексах, каждый из которых содержит одну цепь родительской ДНК и новро цепь, комплементарную этой родительской цепи. Было постулировано также, что каждая вновь образованная дочерняя двойная спираль попадает в дочернюю клетку без каких-либо изменений. В гл. 28 мы увидим, как эта гипотеза была экспериментально подтверждена. [c.864]

Согласно гипотезе Уотсона-Крика, каждая из цепей двойной спирали ДНК служит матрицей для репликации комплементарных дочерних цепей. При этом образуются две дочерние двухцепочечные молекулы ДНК, идентичные родительской ДНК, причем каждая из этих молекул содержит одну неизмененную цепь родительской ДНК. Гипотеза Уотсона-Крика была проверена с помощью остроумных опытов, выполненных Мэтью Мезельсоном и Франклином Сталем в 1957 г. Основная идея этих опытов иллюстрируется схемой, приведенной на рис. 28-1. Клетки Е. соН выращивали в течение ряда поколений в среде, содержащей в качестве источника азота хлористый аммоний (NH4 I), в котором обьлный распространенный изотоп [ N] был заменен на тяжелый изотоп [ N]. Вследствие этого все соединения клеток, имеющие в своем составе азот, в том числе и основания ДНК, оказались сильно обогащенными изотопом [ N]. Плотность ДНК, выделенной из этих клеток, была приблизительно на 1 % выше плотности нормальной [ N] ДНК. Хотя это различие невелико, тем не менее смесь тяжелой [ N] и легкой [c.894]

Репликация ДНК. У бактерий, так же как и у высших организмов, носителем генетической информации служит ДНК. Рассматривая структуру клетки, мы уже говорили о том, что бактериальная ДНК представляет собой двойную спираль, замкнутую в кольцо. Сразу же возникает вопрос как сохраняется наследственная информация при росте и размножении клеток Перед их делением происходит идентичная редупликация, или репликация, генов. Этот процесс можно удовлетворительно объяснить, исходя из модели структуры ДНК, предложенной Уотсоном и Криком, и из механизма удвоения ДНК, теперь уже известного (см. с. 36). Две цепи двойной спирали ДНК комплементарны друг другу. На каждой цепи из структурных элементов ДНК-дезоксирибонукле-озидтрифосфатов-синтезируется новая цепь при этом с каждым из оснований спаривается комплементарное ему основание, так что каждая из двух новых цепей опять-таки будет комплементарна родительской цепи. Обе новые двойные спирали состоят из одной родительской и одной вновь синтезированной цепи. Эта точная репликация ДНК гарантирует сохранение генетической информации. [c.435]

Так, в 1958 г. экспериментами Меселсона и Сталя [1] было доказано, что при делении клетки цепи двойной спирали ДНК расплетаются и расходятся не разрушаясь. В этих опытах клетки Es heri hia oli предварительно инкубировали в среде, содержащей с тем чтобы метка включилась в ДНК и другие клеточные компоненты. Затем меченные тяжелым изотопом клетки переносили в свежую среду, содержащую N, где и происходило их дальнейшее деление. В результате наблюдалось понижение плотности бактериальной ДНК-Это понижение плотности прослеживалось в нескольких клеточных поколениях по изменению положения трех [c.7]

Данная выше картина редупликации ДНК в ходе митоза была подтверждена применением меченых атомов. Мы приведем только опыт с меткой по азоту. Культура бактерий была выращена на среде, содержащей только Н, а затем была перенесена в среду с где и продолжала рост. Время от времени отбирались пробы биомассы, извлекалась оттуда ДНК и производилось центрифугирование ее макромолекул в растворе хлористого цезия такой плотности, чтобы она была средней между плотностью нитей ДНК с и Разделенные таким методом фракции ДНК, как оказалось, не имеют макромолекул с хаотически перемешанными атомами и Ы, а четко делятся иа три группы ДНК. полностью построенные на ДНК, содержащие только Н, и ДНК с 50% Ы и 50% Таким образом, одна цепь двойной спирали ДНК действительно целостно передается потомству, а вторая половина спирали набирается из подручного материала нуклеозидфос-фатов. [c.686]

После того, как в 1961 г. Жакоб и Моно предложили механизм, с помощью которого гены могут включаться и выключаться, были получены другие данные, позволившие прояснить различные аспекты этого механизма. На основе генетических данных было высказано предположение о существовании гена-промотора, расположенного рядом с геном-оператором и действующего между ним и геном-регулятором. Предполагается, что ген-промотор несет две функции. Во-первых, он служит местом, к которому присоединяется РНК-полимераза, прежде чем начать перемещаться вдоль ДНК в процессе транскрипции, т. е. в процессе синтеза мРНК на структурных генах. Это перемещение, конечно, зависит от того, находится ли ген-оператор в активном состоянии или нет. Во-вторых, последовательность оснований гена-промотора определяет, какая из цепей двойной спирали ДНК присоединяет к себе РНК-полимеразу, т. е. служит матрицей для транскрипции мРНК. [c.179]

Субстратами для данной реакции служат рибонуклеозидтрифосфаты, поэтому процесс связан с уменьшением свободной энергии. Реакция идет только в присутствии матричной ДНК (матрицей служит одна из цепей двойной спирали ДНК). Все вновь синтезированные молекулы РНК имеют структуру, комплементарную матрице ДНК. Так как РНК представляет собой одноцепочечную молекулу, то стехиометрические коэффициенты а, Ь, с, djifln всех четырех субстратов различны. [c.354]

Три вида информационных переносов общего типа, протекающие в любых клетках, проиллюстрированы на рис. 11.1. Первый из них-это перенос информации от ДНК к ДНК, который имеет место в ходе по-луконсервативной репликации ДНК и обеспечивается принципом ком-плементарности оснований в обеих цепях двойной спирали ДНК, как это описано в гл. 4. Процесс переноса генетической информации от родительских к дочерним молекулам с точным образованием комплементарных пар оснований контролируется весьма сложной ферментативной системой. Рассмотрение деталей этого процесса мы отложим до гл. 13. [c.35]

В принципе любой участок ДНК может быть транскрибирован с образованием двух различных молекул мРНК - по одному на каждую из двух цепей двойной спирали ДНК. В действительности же в любом участке ДНК транскрибируется только одна из двух цепей, так как образовавшаяся РНК соответствует по своей нуклеотидной последовательности другой, нематричной цепи ДНК. Какая из двух цепей будет транскрибироваться, определяется промотором, нуклеотидная последовательность которого ориентирована таким образом, чтобы направить РНК-полимеразу на тот или иной путь. Поскольку пени РНК растут лишь в направлении 5 3. именно от промотора зависит выбор цепи ДНК для транскрипции (рис. 5-4). У двух соседних генов нередко транскрибируются разные цепи ДНК, как это можно видеть на рис. 5-5, где изображен небольшой участок хромосомы. [c.256]

Итак, сама химическая природа оснований гарантирует, что дезаминирование не останется незамеченным. Однако точная репарация (а вместе с тем и радикальное решение шрёдиигеровской дилеммы) возможна благодаря существованию двух копий генетической информации, каждая из которых представлена одной из двух цепей двойной спирали ДНК. Лишь в случае крайне маловероятного события, а имеиио одиовремеииого повреждения обоих членов одной и той же пары оснований, в клетке не окажется ни одной правильной копии, которая могла бы служить матрицей для репарации ДНК. [c.285]

Процесс репарации ДНК основан на том, что генетическая информация представлена в этой молекуле двумя копиями - по одной в каждой из двух цепей двойной спирали ДНК. Благодаря этому случайное повреждение в одной из цепей может быть удалено репарирующим ферментом и данный участок цепи ресинтезирован в своем нормальном виде за счет информации, содержащейся в неповрежденной цепи. [c.286]

Самокорректирующая ДНК-полимераза катализирует полимеризацию нуклеотидов на обеих цепях спирали ДНК в направлении 5 3, копируя матрицу с высокой степенью точности. Поскольку две цепи двойной спирали ДНК аптипараллелъны, в направлении 5 3 может непрерывно синтезироваться лишь одна из двух цепей (ее называют ведущей). Другая, отстающая цепь синтезируется в виде коротких фрагментов по принципу шитья назад иголкой . Самокорректирующая ДНК-полимераза не способна начинать синтез новой цепи. Поэтому для закладки фрагментов отстающей цепи ДНК используются короткие молекулы РНК-затравки. которые позже удаляются - их заменяет ДНК. [c.300]

Имеющиеся статистические данные подтверждают гипотезу об Х-сцепленном доминантном наследовании при летальности мужских гемизигот. Кэрни (1976) [613] сообщает о 693 случаях среди женщин и 16 случаях среди мужчин. При этом у 55,4% больных женщин имело место семейное отягощение. Как можно объяснить спорадические случаи у мужчин Конечно, хорошо известно явление проход через огонь (Dur hbrenners). Хэдрон [696] для обозначения случайно выживших индивидов с летальным генотипом использовал термин беглецы (es apers), но Ленц (1975) [760], основываясь на гипотезе Гарт-лера и Франка (1975) [676], предложил более оригинальное объяснение. По его мнению, мутация затрагивает только одну из цепей двойной спирали ДНК (либо в сперматозоиде, либо в ооците). [c.166]

ДНК обладает высокой реакционной способностью взаимодействия с полипептидами и полиаминами. Больщое внимание уделено изучению комплексообразования ДНК с протаминами. Эти пептиды располагаются на поверхности двойной спирали так, что положительные заряды соседних боковых групп смотрят в разные стороны и одновременно связываются с фосфатными группами обеих цепей двойной спирали ДНК (Зенгер, 1987). Было показано, что при таких взаимодействиях происходит ассоциация комплексов в надмолекулярные структуры, причем большое значение имеет распределение гидрофобных фупп полипептида вдоль цепи. Подробные кристаллофафические исследования структуры этих комплексов проводились с целью моделирования взаимодействия ДНК с гистонами. [c.142]

Топоизомераза типа И ковалентно связывается с обеими цепями двойной спирали ДНК и вноситв нее на время двухцепочечный разрыв. Ферменты этого типа активируются под действием тех участков на хромосомах, где перекрестились спирали. Присоединившись к такому перекресту, топоизомераза 1) обратимо разрывает одну из двух двойных спиралей, создавая тем самым для другой своего рода ворота , 2) вынуждает вторую двойную спираль пройти через этот разрыв и 3) сшивает обе разорванные цепи, а затем отделяется от Д Е1К. Действуя подобным образом, топоизомеразы типа П очень быстро разделяют две сцепленные кольцевые молекулы ДНК (рис. 5-53). Точно так же предотвращают они и спутывание молекул ДНК, которое в противном случае неизбежно создавало бы при репликации серьезную проблему. Известны температурочувствительные мутанты дрожжей, вырабатывающие топоизомеразу И, которая при 37°С инактивируется. Если нагреть эти дрожжевые клетки до такой температуры, то их хромосомы в процессе митоза остаются спутанными и не могут разойтись. Насколько необходим для распутывания хромосом такой инструмент , как топоизомераза П, поймет каждый, кто хоть раз пытался распутать безнадежно запутавшуюся леску, не имея под рукой ножниц. [c.299]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология