Дезоксирибонуклеиновая кислота двойная спираль

Известно также, что две полимерные цепочки дезоксирибонуклеиновой кислоты могут образовать двойную спираль, если входящие в структуру каждого звена полимерной цепи гетероциклические основания — аденин, гуанин, цитозин и тимин — чередуются таким образом, что тимину в одной цепи соответствует аденин в другой, и цитозину в одной цепи соответствует гуанин в другой. Важную роль при этом играют водородные связи, которые образуются между этими парами оснований. Образование водородных связей между тимином и аденином, гуанином и цитозином можно представить следующим образом [c.120]

Крайне важно иметь в виду эту модель при изучении деградации дезоксирибонуклеиновой кислоты в растворах. Хотя в настоящее время мы не имеем прямых доказательств существования двойных спиралей этой кислоты в растворах, однако некоторые указания на это имеются. Александер и Стейси [116] нашли, что дезоксирибонуклеиновая кислота спермы сельдей расщеп-тяется мочевиной на две равные части. Однако обработка мочевиной де 3 о ксп р и б ун о кл е и н о в о й кисл о ты зобной железы не дала ожидаемого результата [116, 117], Поэтому остается невыясненным, вызывает ли действие мочевины развертывание двойной спирали вследствие разрыва водородных связей между основаниями. [c.251]

Отмечается, что деструкция нуклеиновых кислот, осуществляемая различными методами, чаще всего происходит тогда, когда разрыв цепей имеет место в одинаковых точках обеих нуклеотидных нитей [87]. Такому разрыву способствует наличие изолированных центров обрыва, восприимчивых к относительным перемещениям макромолекулярных фрагментов [87]. В этих же точках существует и возможность скручивания двойных спиралей, что способствует более компактной упаковке молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты в биологических структурах. [c.245]

В заметке излагалось мнение авторов о том, как устроена молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты. Сообщалось, что она состоит из двух антипараллельных полинуклеотид-ных цепочек, завитых в двойную спираль что внутри двойной спирали находятся азотистые основания, образующие как бы начинку кабеля, а оболочка кабеля построена из отрицательно заряженных фосфатных групп. Азотистые основания из противоположных нитей образуют пары согласно принципу комплементарности аденин (А) всегда против тимина (Т), а гуанин (Г) против цитозина (Ц) (рис. 30). Пары оснований располагаются строго перпендикулярно оси двойной спирали, подобно перекладинам в перевитой веревочной лестнице. [c.128]

Рис. 2.11. Структура дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Одиночные цепи ДНК соединены водородными связями. Слева-двойная спираль ДНК, вверху в виде модели из шариков, а ниже показано расположение оснований наподобие ступенек винтовой лестницы. Справа показано спаривание оснований - аденина с ТИМИНОМ и гуанина с цитозином. Пунктирными линиями представлены водородные связи.

В соответствии с терминологией, предложенной Линдер-стрём-Лангом [ ], можно сказать, что молекулы обычных полимеров в растворе не обладают вторичной структурой, тогда как молекулы биологически активных полимеров и их синтетических аналогов могут ее иметь. При этом первичной структурой макромолекулы называется число и расположение химических связей в молекуле, а вторичной — регулярная пространственная спиральная структура с определенной периодичностью, стабилизуемая водородными связями. Исследованию вторичных структур биологически активных макромолекул посвящено громадное количество работ, в которых были определены параметры спиральных конформаций для большого числа синтетических полипептидов и полинуклеотидов, а также для природных нуклеиновых кислот и белков. В последнем случае, наряду с вторичной структурой, большую роль играет также третичная структура молекул, т. е. взаимное расположение спиральных и неспиральных участков, обусловленное взаимодействием боковых групп цепи, в частности, связями 5—8. Наиболее известные примеры вторичных сгруктур представляют собой а-спираль Полинга — Кори [2> ] для полипептидов и двойная спираль Крика — Уотсона [ ] для дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Эти структуры [c.291]

Двойная спираль , открытая Криком и Уотсоном, описана в популярных книгах достаточно широко, так что всем уже известна способность дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) воспроизводить самое себя, а рибонуклеиновой (РНК)— монтировать на своей поверхности белки. При этом главные молекулы клетки почему-то выбирают из окружающей среды именно одни, а не другие блоки для монтажа, и садятся блоки как раз на те участки цепей нуклеиновых кислот, которые для них предназначены. Возникает вопрос неужели этот безотказный механизм появился в живых с стемах сам по себе, неужели он не был предварительно обкатан природой на более простых объектах [c.88]

Фермент полимераза способствует расплетанию спирали на отдельные одиночные цепи и, если в среде присутствуют готовые нуклеотиды (соединения типа основание— углевод — фосфат), то вследствие действия того же принципа комплементарности они присоединяются к основаниям одиночных цепей. В результате снова образуется двойная спираль ДНК в этом состоит механизм ауторепродукции дезоксирибонуклеиновой кислоты — воспроизведение определенного химического кода. [c.156]

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]

Дезоксирибонуклеиновая кислота в клеточном ядре образует двойную спираль, представляющую собой 2 гигантские полинуклеотидные цепи, закрученные правильными витками вокруг одной общей оси (рис. 108). На рисунке (левая часть) обозначают 1—Н, 2—О, 3—Р, 4—N в цепочке фосфорного эфира, 5—С и N в основаниях. [c.398]

Рис, 108. Двойная спираль дезоксирибонуклеиновой кислоты [c.399]

Ватсон и Крик [483] считают, что молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты представляет собой двойную спираль, в которой две спиральные цепи закручены вокруг общей оси. Обе цепи соответствуют правым спиралям, однако последовательность чередования остатков в двух цепях изменяется в противоположных направлениях, как показано на рис. 180. [c.365]

В живых организмах вода выполняет роль структурно-энергетического каркаса белковых тел, осуществляющего главную роль в процессах энерго-ин-формационного обмена с окружающей средой. Структурированная вода в комплексе с органическими соединениями создают матрицу - полимер-жидкий псевдокристалл, который входит в состав межклеточного субстрата живых организмов и мембран их клеток. К таким матрицам можно отнести рибонуклеиновые и дезоксирибонуклеиновые кислоты, в которых двойная спираль обусловлена структурными параметрами двумерных образований метастабильных льдов. [c.6]

С другой стороны, заслуживает внимания то обстоятельство, что тРНК образуется но Механизму транскрипции . Как показано на рис. П.47, дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) представляет собой полимерную церочку того же состава, что и РНК, в которой вместо урациловых оснований находятся тиминовые (Т). Однако этот полимер состоит пе из одной, а, из двух цепочек, которые образуют так называемую двойную спираль. Такая спиральная Структура из двух цепей стабилизируется водородными связями между мономерными единицами, расположенными напротив друг друга, причем водородные связи могут возникнуть только между А и Т, или же между G и С. Следовательно, если первая полимерная цепочка исчезнет, вторая может служить матрицей для ее воспроизведения. Таким образом, смысл названия наследственная тактическая сополимеризация состоит в том, что оно отражает передачу способности к указанному воспроизведению от родителей к потомству. Полученная путем редупликации ДНК, как показано на рис. 11.48, отщепляет тРНК, которая участвует в синтезе белков (сополимеры, образованные остатками двадцати аминокислот). Сокращенные названия аминокислот на рис. 11.47 соответствуют полным названиям, приведенным в таблице. Следовательно, для того, чтобы понять механизм наследственной тактической сополимеризации, необходимо [c.144]

ДНК, дезоксирибонуклеиновая кислота. Молекула, в которой содержится генетическая информация. Состоит из двух полинуклеотидных цепей, образующих двойную спираль. Линейная ДНК имеет два конца. Замкнутая кольцевая (зкДНК) ие имеет концов. Каждая из полинуклеотидных цепей в зкДНК замкнута сама иа себя. Однонитевая ДНК состоит из одной полинуклеотидной цепи. [c.155]

Как известно, наследственная информация передается благодаря тому, что две комплементарные нитевидные молекулы дезоксирибонуклеиновых кислот обратимо связаны в двойную спираль. Комплементарность достигается тем, что каждая определенная пара нуклеиновых оснований (тимин — аденин, цитозин — гуанин) фиксирована водородными связями. Вызванное светом или радиацией образование димера по схеме (9.32) из находящихся рядом остатков тимина или цитозина нарушает структуру спирали, так что репликация ДНК во второй цепи двойной спирали останавливается у места повреждения. Соответствующая информация не может переноситься и вследствие этого появляются лучевые повреждения или мутации. Особенно чувствительны к таким воздействиям виды ДНК с высоким содержанием обоих пиримидиновых оснований. Однако в природе в результате приспосабливания выработались механизмы репарации, благодаря которым лучевые повреждения отчасти могут быть устранены [23]. Двуядер-ные нуклеиновые основания с пятичленными циклами — аденин и гуанин — мало чувствительны к облучению. [c.247]

Недавно была изучена природа этой основной субъединицы для дезоксирибонуклеиновой кислоты, выделенной из Е. oli [1771. Нуклеиновая кислота после экстрагирования и депротеинизации имела молекулярный вес 11-10 (светорассеяние). Нагревание вещества в растворе хлористого цезия снижало молекулярный вес до 5,6-10 , в то время как обработка химотрипсином (или смесями хлороформ — октиловый спирт) давала полимер с молекулярным весом 2,4-10 , который имел нормальную S-образную кривую зависимости оптической плотности от температуры с точкой перегиба при 92°. Нагревание этой последней нуклеиновой кислоты в хлористом цезии (7,7 М) понижало молекулярный вес до 1,3-10 , но при этом образовывался двуцепочечный полимер, что было показано изучением кинетики ферментативного (дезоксирибонуклеаза Н) гидролиза. В отсутствие обработки хлористым цезием тем же методом было показано наличие четырехцепочечных образцов, и, следовательно, можно было предположить, что исходная ДНК из Е. соИ представляет собой димер из параллельно связанных друг с другом двойных спиралей, причем каждая двойная спираль сохраняется незатронутой при делении клеток. Белковые связи, как, например, в агрегате с молекулярным весом 11-10 , устойчивы к нагреванию в хлористом цезии, хотя эта обработка разрывает димеризующие связи между парами оснований в двухспиральных структурах [1771. [c.559]

Что касается низкой гетерогенности бактериальных ДНК по составу (но не обязательно по последовательности), то она очевидна также из данных по определению плотности ДНК методом ультрацентрифугирования в градиенте плотности [245, 246[. При изучении большого числа дезоксирибонуклеиновых кислот вновь была найдена линейная зависимость между плотностью ДНК и содержанием гуанина и цитозина. Экстраполирование этих результатов показало, что двойная спираль из аденин-тиминового полидезокси-нуклеотида должна иметь плотность 1,662, а плотность соответствующего гуанин-цитозинового полимера должна быть 1,764. Если известна плотность нативной ДНК и ее величина укладывается между этими крайними значениями, то это позволяет точно определять состав ДНК. Соответствующие денатурированные ДНК имеют плотность на 0,015 выше. Если гетерогенность двух препаратов ДНК из животных тканей удалось выявить по увеличению ширины полос, то бактериальные нуклеиновые кислоты характеризуются узким распределением по составу (половина ширины полосы соответствует 3—5 мол. % гуанина + цитозина по сравнению с 11 % для ДНК из зобной железы теленка), а распределение по составу ДНК бактериофага настолько узко, что его не удалось измерить. Избирательная тепловая денатурация ДНК из зобной железы теленка (с низким содержанием гуанин-цитозиновых пар) дает фракцию нативного препарата с более высокой плотностью, чем плотность исходного препарата, из которого она была выделена [245[. [c.577]

Исследование нуклеиновых кислот стало в последнее десятилетие одной из наиболее заманчивых областей в молекулярной биологии. С химической точки зрения как дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), так и рибонуклеиновая кислота (РНК) являются полинуклеотидами, основное звено которых состоит из фосфатной группы, сахара (рибозы или дезоксирибозы) и основания (пуринового или пиримидинового) основная цепь полимера представляет собой фосфоэфир, причем на одно повторяющееся звено приходится шесть атомов цепи в соответствии с моделью двойной спирали, предложенной Уотсоном и Криком [106]. В ДНК две антипараллельные цепи полинуклеотидов завернуты в спираль и соединены друг с другом водородными связями, образующимися между гетероциклами оснований. Макромолекула РНК представляет собой однотяжную спираль, вторичная структура которой определяется внутримолекулярными взаимодействиями. Полагают, что наиболее устойчивой из нескольких возможных структур является двутяжная спираль, образуемая участками одной и той же макромолекулы, подобная спирали ДНК, но участки с некомплементарными основаниями на периферии спирали образуют петли 1107, 108]. Для того чтобы лучше понять вторичную структуру нуклеиновых кислот, были приготовлены синтетические полинуклеотиды. Эти модельные соединения широко исследованы почти теми же средствами, что и синтетические полипептиды, моделирующие структуру белков. [c.118]

Очень интересная группа работ выполнена в настоящее время Ю. С. Лазуркииым и сотрудниками по изучению кооперативных переходов спираль — клубож в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК) и влиянию на эти переходы компленсообразования ДНК с биологически активными молекулами (красителями, антибиотика ми, белками). В ходе этих исследований найдены закономерности стабилизации и дестабилизации двойной спирали ДНК [317, 318] и разработана совместно с М. Д. Франк-Каменецким теория этого явления. Одновременно оптическими и седиментационными методами изучается структура комплексов ДНК с красителями [318, 319]. Изменение физических свойств ДНК сопоставляется с изменением ее биологической (трансформирующей и матричной — в процессе синтеза информационных РНК) активности [320]. [c.346]

Под конформацпоннымн превращениями в макромолекулах до самого недавнего времени понимали превращения (переходы) спираль — клубок в полипептидах и нуклеиновых кислотах. Предполагалось, что, в отличие от макромолекул нативных белков, нуклеиновых кислот и их синтетических моделей — полипептидов и полинуклеотидов, где внутримолекулярные взаимодействия (в основном, водородные связи) обеспечивают наличие вторичной структуры, внутримолекулярные силы у обычных синтетических поли.меров недостаточны для поддержания уиорядоченности в цепи. Макро.молекулы первых существуют в растворах в конформации одионитевых (белки, полипептиды) или двунитевых (нуклеиновые кислоты, полинуклеотиды) спиралей (см. [251, 510]). Двойная спираль Крика — Уотсона [511] для дезоксирибонуклеиновой кислоты и а-сиираль Полинга — Кори [512] для полипептидов — наиболее известные примеры вторичной молекулярной структуры. Макромолекула в спиральной конформации подобна по своей структуре одномерному кристаллу. Изменением температуры или других условий (состав смешанного растворителя, pH растворителя — [c.252]

Стереохимические и конформационные представления в настоящее время широко используются в молекулярной биологии и генетике. Благодаря стереохимии было сделано одно из великих открытий XX века (Крик, Уотсон)—раскрыта структура ДНК — дезоксирибонуклеиновой кислоты, играющей решающую роль в механизме наследственности, в одном из основных, уникальных процессов, характерных для живых существ — передаче свойств от организ1Ма потомству. Оказалось, что ДНК представляет собой в пространстве двойную спираль, т. е. две полимерные цепи, как бы навитые на одну ось. [c.4]

Дезоксирибонуклеиновая кислота (табл. 1.1). Полимер, состоящий из дезоксирибонуклеотидов носитель генетической информации всех клеточных организмов и многих вирусов. Двойная спираль состоит из двух антипараллельных по-линуклеотидных цепей, которые комплементарно спарены основаниями аденин (А) спаривается с тимином (Т), а цитозин (С) — с гуанином (G). Хромосомы человека состоят из очень длинных двухцепочечных молекул ДНК, содержащих десятки миллионов нуклеотидов. [c.200]