Нуклеотиды синтетические

Аналогичным путем был синтезирован соматостатин — гормон гипоталамуса (рис. 5.13). Молекула соматостатина состоит из 14 аминокислотных остатков. Соматостатин подавляет вьщеление инсулина и гормона роста челов ека. В Национальном медицинском центре Хоуп (Калифорния) бьш осуществлен химико-ферментативный синтез гена длиной в 42 нуклеотида, способного кодировать соматостатин. Участок ДНК, кодирующий гормон соматостатин, получен путем соединершя тринуклеотидов. Из 52 н. п. синтетического гена 42 пары составляли структурный ген гормона, а остальные служили для присоединения синтетического гена к плазмиде рВК322, [c.135]

Все упомянутые выше пиримидиновые и пуриновые основания выделены из природных нуклеотидов. Наряду с этим в настоящее время известно очень большое число близких им по структуре соединений, полученных синтетически. Наибольшее число исследований посвящено синтезу производных пурина. Цель этих исследований — найти, используя некоторые биологические гипотезы, в частности, принцип антиметаболитов, синтетические аналоги природных оснований обладающие физиологической активностью и пригодные для лечения злокачественных новообразований и инфекционных заболеваний.. [c.179]

Роль РНК в процессе синтеза белка была подтверждена опытами, выполненными в начале 60-х годов. Из бактериальных клеток была получена бесклеточная жидкость, содержавшая все необходимые для синтеза белка ферменты, ранее находившиеся в клетке. Эта система была способна в течение некоторого времени осуществлять синтез белка, однако затем он замедлялся. В этот момент добавляли РНК и наблюдали возобновление синтеза белка. Можно было добавить и не природную, а синтетическую РНК синтез белка продолжался и в этом случае. Когда добавка состояла из синтетической РНК, содержащей только один нуклеотид—урацил, образовывался полипептид, состоящий исключительно из фенилаланина. Дальнейшее развитие подобных опытов позволило расшифровать генетический код установить, что каждая аминокислота имеет свои шифры , записанные в виде последовательности трех нуклеотидов. [c.343]

Ряд физиологически активных полипептидов человека, таких как нейропептиды, гормоны и др., обычно синтезируются в виде предшественников, имеющих большую молекулярную массу. В результате специфичного для каждого случая процессинга образуется зрелый полипептид или низкомолекулярный пептид (полипептидами называют пептиды, состоящие из 20 АК и более). Очевидно, что в прокариотических клетках для большинства полипептидов правильный процессинг из пре-белка происходить не может. В таких случаях в бактериальных клетках необходимо клонировать последовательность ДНК, кодирующую уже зрелую форму полипептида, обычно называемую ген-эквивалентам данного полипептида. Для этого проще всего использовать синтетические кодирующие последовательности, помещенные под контроль эффективных сигналов транскрипции и трансляции. Последовательность нуклеотидов синтетического ген-эквивалента обычно со-. ставляют, исходя из экспериментально определенной аминокислотной последовательности соответствующего (поли)пептида. При этом в структуре искусственного ген-эквивалента предпочитают использовать триплеты, наиболее часто встречающиеся в генах Е. соИ для каждой аминокислоты. [c.163]

Один из способов конструирования синтетического гена заключается в получении набора олигонуклеотидов длиной 20-60 нуклеотидов каждый с перекрывающимися концами. Нуклеотидные последовательности цепей задают так, чтобы после отжига концевые сегменты гена имели тупые концы. Каждый внутренний сегмент имеет выступающие У- и 5 -концы, комплементарные таковым соседнего сегмента (рис. 5.9). После сборки гена остается сшить од- [c.86]

Эти металлические производные имеют выдающееся значение в синтетической химии нуклеотидов, так как способны к реакциям алкилиро--вания и открывают путь к получению N-замещенных пуринов. [c.185]

Второй тип ветвления может состоять в присоединении бокового пиримидинового нуклеотида непосредственно к гидроксилу фосфатного остатка, связывающего нуклеотиды в главной цепи. В этом случае должен образоваться триэфир фосфорной кислоты. Этот тип ветвления маловероятен, так как синтетические триэфиры фосфорной кис- [c.262]

Как и следует ожидать, температура плавления ДНК воз--растает- с увеличением относительного содержания Г — Ц — эти нуклеотиды связаны сильнее, чем А — Т (см. 8.3). Зависимость 7 пл от содержания Г — Ц линейна [78]. Экстраполяция этой прямой дает предельные значения Гпл = 69°С для Поли-АТ и 110°С для Поли-ГЦ, хорошо согласующиеся с экспериментальными значениями для соответствующих синтетических полинуклеотидов (65 и 104 °С). Температура плавления ДНК растет [c.507]

Если химически синтезированную двухцепочечную ДНК предполагается использовать в качестве гена или его фрагмента, то каждую из ее цепей синтезируют отдельно. Получить короткие гены (60-80 п. н.) технически несложно для этого синтезируют комплементарные цепи и затем отжигают их. В случае крупных генов (>300 п. н.) приходится применять специальные стратегии, поскольку эффективность каждого цикла химического синтеза никогда не достигает 100%. Например, если ген состоит из 999 пар нуклеотидов, а эффективность каждого цикла равна 99%, то доля полноразмерных одноцепочечных ДНК по окончании процесса составит не более 0,004%. Чтобы решить эту проблему, синтетические (двухцепочечные) гены собирают из модулей — (одноцепочечных) фрагментов длиной от 20 до 100 нуклеотидов. [c.86]

Но впереди еще много работы. Выходы на каждой отдельной стадии получения ДНК все еще остаются слишком низкими, чтобы можно было осуществлять рутинный синтез длинных цепей. Самыми современными методами сейчас можно получать фрагменты генов длиной в 100 пар оснований, а нам необходимы фрагменты в 10 и даже 100 раз длиннее. Стоимость синтезов ДНК в промышленных лабораториях снижается, но она все еще превышает 200 долл. на каждый нуклеотид. Синтетические полимеры из нуклеотидов с ограниченной длиной цепочки называются олигонуклеотидами (от oligo — несколько). Выпускаемые промышленностью специальные приборы для автоматизированного синтеза ДНК лишь начинают приближаться к заданным требованиям по надежности и долговечности. [c.172]

Следует отметить, что нуклеотиды потенциально способны образовывать гораздо больше водородных связей, чем только классические уотсон-криковские пары. Многие такие связи обнаружены в синтетических полинук.1]еотидах. Однако неуотсон-криковское спаривание и водородные связи с участием сахарофосфатного остова играют важную роль в организации структуры тРНК. [c.115]

ПУРИНОВЫЕ ОСНОВАНИЯ - бесцветные кристаллические вещества с высокой температурой плавления, малорастворимы в воде. П. о.— органические природные соединения, производные пурина, входят в состав нуклеиновых кислот, нуклеотидов, нуклеозидов и некоторых коферментов. Свободные П. о. найдены во многих растениях, в печени, крови, молоке, камнях мочевого пузыря, в рыбьей чешуе и др. Наиболее распространены аденин, гуанин, гипоксаптин. Конечным продуктом пуринового обмена у большинства животных является мочевая кислота. Химические свойства П. о. определяются, главным образом, заместителями в пуриновом ядре. П. о. получают из нуклеиновых кислот, нуклеотидов, нуклеозидов, а также синтетически. [c.206]

Продолжая свои опыты, упомянутые авторы стали добавлять не природную, а синтетическую РНК, синтез белка продолжался и в этом случае. Когда добавка состояла нз синтетической PHKi содержащей только один нуклеотид, а именно урацил, образовывался пептид, состоящий почти исключительно из фенилаланина. Даль-нейн1ее развитие подобных опытов позволило сделать большие успехи в расшифровке генетического кода — определить, как именно в молекуле РНК записан приказ включать в молекулу белка определенные аминокислоты. Считают, что каждая аминокислота имеет свой шифр , записанный в виде последовательнос- [c.351]

Расширение традиционного круга задач, переход от элементного к многоуровневому анализу систем, в которых структурными диницами анализа являются фрагменты молекул (функциональные группы, радикалы) или отдельные молекулы (аминокислоты в полипептидах, нуклеотиды в ДНК и РНК, макромолекулы в природных и синтетических полимерах) требует все более четкой и строгой оценки надежности результатов анализа и их квалифи- [c.5]

НЫ обрааовывать множество связанных водородны.ми связями пар другой структуры. Некоторые из эти.ч пар обнаруживаются экс-пери.ментально для производных нуклеозидов и нуклеотидов, а так-в ко.мплексах ряда синтетических полинуклеотидов. Однако квантово-механические расчеты показывают, что уотсон-криковские А-Т-(в случае РНК —А-1]-) и О-С-пары энергетически наиболее вьггодны. Происходит это потому, что в этих парах центры с повышенной и пониженной электронной плотностью оснований расположены оптимально друг относительно друга. Таки.м образом, комплементарные пары оснований в нуклеиновых кислотах стабилизированы преимущественно электростатнчески.ми взаимодействиями [c.25]

До последнего времени в синтетической химии сахаров применялись почти исключительно соответствующие ацетаты, которые и сейчас ис-П ользуются наиболее часто, но в последние годы во многих случаях, особенно для синтеза более сложных гликозидов, например, в химии нуклеотидов, все чаще используются 0-бензо,илгликозилгалогениды, так как они более устойчивы и могут быть легче очищены. [c.70]

Синтез и свойства всех пиримидиновых и пуриновых оснований, входящих в состав природных нуклеотидов, и методы их синтеза являются общими для всех производных этих гетероциклических систем. Ввиду того, что этот вопрос должен быть хорошо известен читателю из соответствующих разделов органической химии и из специальных монографий, в последующем изложении будут освещены лишь те его стороны, которые имеют особое значение для химии нуклеотадое. В частности, будут рассмотрены только те . методы получения, которые нашли П рим енение в синтетической Х имии нуклеотидов. [c.179]

Особенно важным для синтетической химии нуклеотидов свойством оксипиримидинов является их способность образовывать металлические производные. Истинное строение этих металлических производных, которые могут быть построены ПО типу кислород-—металл -или по типу азот—металл, неизвестно и, ио-видимому, должно быть различно для различных металлов. Эти металлические производные при обработке галоидными алкилами могут давать М- или 0-замещенные производные, соответствующие оксиформе или оксоформе исходного соединения. [c.182]

Сходным образом может быть получено большое количество самых различных производных пурина. При получении упомянутых выше (стр. 179) многочисленных синтетических антиметаболптов пуринового ряда использованы аналогичные схемы. Этим путем, в частности, могут быть получены и другие пуриновые основания, входящие в состав природных нуклеотидов (стр. 178). [c.182]

Работы по синтезу нуклеозидов являлись первым этапом развития синтетической химии нуклеотидов, ознаменовавшегося к настоящему времени крупными успехами. Этими работами было окончательно подтверждено строение нуклеозидов вместе с тем некоторые из предложенных методов синтеза получили препаративное значение и используются в настоящее время для лабораторного получения нуклеозидов. Эти методы применяют при приготовлении некоторых труднодоступных природных нуклеозидов, но особенно широко они используются для получения синтетических аналогов природных нуклеозидов, отличающихся как своим гетероциклическим ядром, так и связанным с ним остатком сахара. Как упоминалось ранее, такого рода синтетические препараты привлекают сейчас внимание в связи с поисками лечебных средств для борьбы с инфекционными заболеваниями и злокачественными новообразованиями. Не меньшее значение они имеют при решении некоторых теоретических проблем биологип, например вопросов генетики. [c.199]

Полученный дибензиловый эфир нуклеотида может быть далее либо полностью дебензилнрован каталитическим гидрированием, либо превращен в монобензиловый эфир частичным дебензилированием. Эта важная для синтетической химии нуклеотидов операция осуществляется лучще всего нагреванием с хлористым литием или хлоргидратом амина или, по последним данным, каталитическим гидрированием в присутствии органического основания. [c.220]

Еще большее значение в синтетической химии нуклеотидов сыграл более мягкий метод фосфорилирования, специально разработанный для синтеза нуклеотидов и используемый только в этой области. Фосфори-лирующим агентом служит смещанный ангидрид дифенилфосфорной и монобензилфосфористой кислот (XIX), получающийся взаимодействием дифенилхлорфосфата (XX) с бензилфосфористой кислотой (XXI) в присутствии основания. [c.220]

В медицинской практике, в частности в онкологии, нашли широкое применение синтетические аналоги как азотистых оснований, так нуклеозидов и нуклеотидов. Эти аналоги, имеющие небольшие модификации в структуре основания или углевода, встраиваясь в соответствующие клеточные компоненты, оказывают заметный цитотоксический эффект. К наиболее распространенным лекарственным препаратам-аналогам пуриновых и пиримидиновых оснований (и соответствующим нуклеотидам) относятся 5-фторурацил, 6-тио- и 6-меркаптопурин, 8-азагуанин, 6-азаури-дин и 6-азацитидин, а также 5-йодпроизводное дезоксиуридина. [c.105]

Естественно, в смешанных полимерах, в том числе и в синтетической РНК , помимо наличия 2 -5 -связи, отсутствующей в природном полимере, порядок связи мономерных единиц совершенно случаен и не может соответствовать строго определенному порядку этих связей в природных РНК- Это наиболее важное отличие характерно для всех синтетических гетеропол-имеров, так как существующие методы полимеризации еще не позволяют осуществить направленный синтез гетерополимера с любым заданным чередованием очень близких по химическому строению, но все же различных мономерных единиц. Поэтому метод получения полинуклеотидов, предложенный Майклсоном, нельзя использовать для получения полинуклеотидов специфического строения, и он может быть назван лишь методом неизбнрательной полимеризации. Пока еще нельзя предложить путь получения специфических полимерных нуклеотидов чисто химическими методами. [c.251]

Ангидриды нуклеозид-б -фосфорной и ди-н-бутилтиофосфиновой кислот (51), которые количественно образуются при реакции между нуклеотидами и ди-н-бутилтиофосфинбромидом, легко выделяются в виде стабильных твердых веществ [84]. Поскольку эти ангидриды быстро не гидролизуются водой, они активируются окислительными агентами, такими как ацетат серебра, и в присутствии солей орто- или пирофосфорной кислот дают ADP, АТР и т. д. с отличными выходами схема (53) . Большое преимущество этого синтетического пути получения нуклеозиднолифосфатов состоит в том, что нет необходимости в защите спиртовых функций и нежелательные полифосфаты не образуются. [c.169]

Ялюс -процедура включает экзонуклеолитическое расщепление синтетических фрагментов ДНК путем удаления одного за другим оснований с З -конца. Эта процедура требует применения модифицированной ДНК-полимеразы I, которую можно останавливать в определенных положениях разрушаемой последовательности добавлением одного из четырех нуклеозидтрифосфатов. Снова, проводя параллельно четыре реакции, каждая из которых наращивает один нуклеотид (+А, +С, -fG или -f-T), расщепление может быть остановлено перед одним из оснований (А, С, G или Т). Снова гель-электрофорез дает картину ряда полос, с которой можно непосредственно считывать последовательность. Эта методология иллюстрируется рис. 22.4.2. [c.189]

Кофермент А принимает участие в биологической активации и переносе ацетильных групп. Структура кофермента (70) была установлена Липманом и сотр. [61] в результате проведения серии специфических ферментативных гидролизов. Так, обработка фосфатазой кишечника приводила к образованию аденозина, пантетеина и 3 моль фосфата. Положение фосфатных групп определяли после проведения более специфичных деградаций. Так, после обработки нуклеотидазой, специфически расщепляющей нуклеотид 3 -фосфа-ты, был получен дефосфокофермент А и 1 моль ортофосфата. Пирофосфатаза, с другой стороны, вызывала образование адено-зр.н-3, 5 -дифосфата (известное соединение) и пантетеин-4 -фосфата. Положение фосфатной группы в последнем соединении было установлено путем его сравнения с синтетическим образцом известной структуры. [c.610]

Взаимодействия атомов в биологических молекулах, равно как и в молекулах синтетических органических соединений,— это прежде всего химические ковалентные связи, которые мы назовем сильными. Энергия, необходимая для разрыва С—С-связп, равна 348,6 кДж/моль, энергия С—N- вязи 336 кДж/моль и т. д. Сильные взаимодействия определяют цепное строение биополимеров, соединение друг с другом соответствующих мономеров — аминокислотных остатков, нуклеотидов, гексоз. Сильные связи образуются внешними электронами атомов теория ковалентных связей может быть основана только на квантовой механике. Соответствующая область физики или теоретической химии именуется квантовой химией. [c.54]

Меченые ДНК-зонды можно получить разными способами. Один из них, называемый методом случайных праймеров, основан на применении смеси синтетических олигонуклеотидов (олигомеров), содержащих все возможные комбинации из шести нуклеотидов. Некоторые из этих олигонуклеотидов оказываются комплементарными последовательностям ДНК-мище- [c.65]

М 13-векторов, содержащих перекрывающиеся субклонированные последовательности, значительно увеличивается. Чтобы решить эту задачу, были разработаны методы секвенирования двухцепочечных плазмидных ДНК, не требующие субклонирования. Плазмидную ДНК, содержащую нужную вставку, вьщеляют и отжигают с синтетическим олигонуклеотидным праймером, который гибридизуется с последовательностью в одной из цепей векторной ДНК, находящейся вблизи вставки. Затем осуществляют дидезокси-секвенирование, позволяющее идентифицировать первые 250-350 нуклеотидов вставки. Исходя из этих данных синтезируют второй олигонуклеотидный праймер, комплементарный сегменту вставки, отстоящему примерно на 300 нуклеотидов от места связывания первого праймера, и секвенируют следующие 250-350 нуклеотидов. Аналогичным образом синтезируют третий праймер и определяют нуклеотидную последовательность следующих 250—350 нуклеотидов (рис. 5.17). Эту процедуру, называемую праймер-опосредованной прогулкой, продолжают до тех пор, пока не секвенируют весь фрагмент. Аналогичным образом секвенируют вторую цепь, начиная с праймера, который гибридизуется с этой цепью вблизи вставки. [c.93]

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) - это эффективный способ получения in vitro большого числа копий специфических нуклеотидных последовательностей. Их амплификация - иногда в миллионы раз - осуществляется в ходе трехэтапного циклического процесса. Для ПЦР необходимы 1) два синтетических олигонуклеотидных праймера (длиной примерно по 20 нуклеотидов), комплементарные участкам ДНК из противоположных цепей, фланкирующим последовательность-мишень их 3 -гидроксильные концы после отжига с ДНК должны быть ориентированы навстречу друг другу 2) ДНК-мишень длиной от 100 до -35 ООО п. п. 3) термостабильная ДНК-по-лимераза, которая не теряет своей активности при температуре 95° и выше 4) четыре дезокси-рибонуклеотида. [c.94]

Для определения нуклеотидной последовательности протяженных клонированных сегментов сначала подбирают синтетический олигонуклеотидный праймер, комплементарный участку, соседствующему со вставкой, и с помощью диде-зокси-метода секвенируют первые 250-300 нуклеотидов. Затем по результатам секвенирования синтезируют второй праймер и определяют последовательность следующих 250-350 нуклеоти- [c.103]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология