Полинуклеотиды полинуклеотидные последовательности, цепи

Специфич. наборы водородных связей между пиримидиновыми и пуриновыми основаниями в комплементарных участках цепей (см. Комплементарность), а также меж-плоскостные взаимод. между соседними основаниями в цепи определяют формирование и стабилизацию вторичной и третичной структуры нуклеиновых к-т. Последовательность пуриновых и пиримидиновых оснований в полинуклеотидной цепи определяет генетич информацию ДНК и матричных РНК. Модификация Пов полинуклеотидах под воздействием мутагенов может приводить к изменению информац. смысла (точковой мутации). [c.530]

При любом способе сокращенной записи полинуклеотидной последовательности ее следует располагать так, чтобы справа находился З -конец цепи, слева — 5 -конец. Это в равной мере относится как к полной последовательности полинуклеотида, так и к его отдельным фраг.ментам. [c.23]

Наконец, олиго- или полинуклеотид может служить матрицей , которая определяет последовательность нуклеотидов в образующемся полимере и сама не входит в состав продукта реакции. При матричном синтезе продукт реакции является комплементарной копией полинуклеотидной цепи матрицы. Этот случай наблюдается в реакциях, катализируемых ДНК-полимеразой, РНК-поли-меразой и РНК-синтетазой. [c.99]

Для изучения первичной структуры нуклеиновых кислот возможны три химических подхода а) последовательное отщепление и определение концевых звеньев б) специфическое расщепление полинуклеотидной цепи по определенным типам звеньев в) специфическая модификация нуклеозидных звеньев полинуклеотида и пря- [c.16]

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]

Первый метод, известный обычно под названием гибридизация 2 , основан на следующем принципе. Если нагреть двухспиральный комплекс ДНК выше его температуры плавления и медленно охлаждать смесь полученных одноцепочечных полимеров в присутствии другого одноцепочечного полинуклеотида, наряду с восстановлением исходного комплекса происходит образование некоторого количества гибридного двухцепочечного комплекса, т. е. комплекса, в состав которого входят полинуклеотидные цепи, принадлежавшие ранее различным макромолекулам. Такой комплекс образуется тем в большей степени, чем больше в цепи добавленного полимера нуклеотидных последовательностей, [c.61]

Известная специфичность ферментов позволяет воссоздать некоторые частичные последовательности полинуклеотидной цепи. Далее проводят расщепление исходного полинуклеотида на более крупные блоки (чаще всего для этой цели применяют частичный гидролиз гуанил-РНК-азой) и отыскивают в них участки нуклеотидных последовательностей, позволяющие однозначно расставить в полинуклеотидной цепи фрагменты, полученные ранее, и воссоздать таким образом полную структуру полинуклеотида. Существенным моментом для успеха такой реконструкции является присутствие в нуклеотидной последовательности уникальных участков, которые могут быть использованы как отправные точки. Для этой цели можно использовать концевые группы, а также редкие компоненты или олигонуклеотиды, встречающиеся в продуктах ферментативного гидролиза полинуклеотида только один раз. [c.73]

В связи с проблемой установления нуклеотидной последовательности в полинуклеотидах очень большой длины, подобных ДНК, большие перспективы имеют, по-видимому, методы, основанные на применении электронной микроскопии. Расстояние между основаниями в полинуклеотидной цепи денатурированной ДНК составляет около 7 А. Можно надеяться, что применение электронных микроскопов с достаточно высокой разрешающей способностью позволит непосредственно увидеть отдельные нуклеиновые основания в полинуклеотидной цепи и определить таким образом последовательность мономерных звеньев. Возможность реализации та- [c.82]

Здесь и далее мы испо.пьзуем термин первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры нуклеиновых кислот в следующем смысле. Первичная структура — последовательность пуклеозндпых звеньев, соединенных фосфо-диэфирной связью в непрерывную и неразветвленную полинуклеотидную цепь. Вторичная структура — в случае одноцепочечных, главным образом монотонных полинуклеотидов, — пространственное расположение нуклеозидных звеньев, обусловленное межплоскостным взаимодействием оснований. В случае двух комплементарных цепей вторичная структура представляет собой жесткую двойную спираль, стабилизованную как ме.жплоскостным взаимодействием соседних оснований в пределах одной цепи, так и водородными связями между противолежащими основаниями в параллельных цепях. Третичная структура образуется в результате реализации наряду с двухспиральными иных типов фиксированной укладки полинуклеотидных цепей. Четвертичная структура — пространственное расположение взаимодействующих макромолекул (обычно полинуклеотидов и полипептидов) в нуклеопротеидах — рибосомах, вирусах и т. д. [c.16]

Диазониевые соли, содержащие две или более сульфогрупп, представляют значительный интерес как реагенты для введения в молекулу полинуклеотидов специфических группировок, могущих быть использованными для определения последовательности мономерных звеньев в цепи (см. гл. 1). Сульфогруппы способны прочно связывать ионы уранила, после чего их можно наблюдать на электронной микрофотографии Было исследовано применение для этой цели диазотированной 2-аминобензол-1,4-дисульфокислоты с помощью которой оказалось возможным добиться 80%-ной модификации остатков гуанозина в ДНК при модификации остальных нуклеозидных звеньев не более 5%. В случае РНК специфичность этой реакции заметно меньше при 60%-ной модификации остатков гуанозина степень реакции остатков прочих нуклеозидов составляет около 10%.- Однако даже при такой степени побочных реакций проблема локализации остатка гуанозина в полинуклеотидной цепи может быть решена [c.425]

Метод плавления двойной спирали ДНК с последующим ее восстановлением из комплементарных одноцепочечных полинуклеотидных нитей нашел одно из своих наиболее интересных применений в систематике высших организмов. Основная идея, лежащая в основе такого использования, сводится к следующему чем больше одинаковых генов у двух организмов и, следовательно, чем больше у них одинаковых последовательностей оснований в ДНК-полинуклеотиде, тем ближе их родство. Следовательно, чтобы установить степень родства между организмом А и организмом В, необходимо только выделить ДНК из их клеток, нагреть ее, провести отжиг этой смеси ДНК и установить количество образовавшихся гибридных двойных спиралей, которые несут одну полинуклеотидную цепь, полученную от А, а другую — от В. Для осуществления таких экспериментов Боултон и Мак-Карти разработали простой метод определения и количественной оценки гибридных двойных спиралей ДНК. Для этой цели ДНК, экстрагированную из организма А, нагревают до 100 С и быстро охлаждают для разделения нативных молекул ДНК на отдельные полинуклеотидные цепи. Такие разделившиеся цепи добавляют к горячему раствору расплавленного агара, который затем быстро охлаждают. При затвердевании агара отдельные цепи ДНК оказываются неподвижно закрепленными в агаровом геле. Тем временем клетки организма В выращиваются в присутствии радиоактивного предшественника ДНК, такого, как ФО " или С-тимин. Радиоактивную ДНК экстрагируют затем из клеток В, разрывают механически на относительно короткие полинуклеотидные фрагменты, содержащие около 1000 нуклеотидов в длину, нагревают и быстро охлаждают для разделения двойных спиралей на отдельные цепи и затем добавляют к агару, в котором уже закреплены отдельные цепи ДНК из организма А. После этого агар нагревают до 60 °С и выдерживают при этой температуре в течение ночи. В этих условиях начинают образовываться двойные спирали, содержащие одну полинуклеотидную цепь из организма А, а другую— из организма В. Затем через агар пропускают солевой раствор, чтобы отмыть все типы В-поли-нуклеотидных цепей, не образовавших двойных спиралей с закрепленными в агаре А-полинуклеотидными цепями и, следовательно, не включившихся в агар. Определив включение радиоактивных В-цепей, устанавливают, какая доля меченой ДНК организма В может образовать двойные спирали и, следовательно, имеет одинаковые нуклеотидные последовательности с немеченой ДНК организма А. [c.183]

Оказалось, что эти вещества, по-видимому, взаимодействуют с фаговой ДНК, этилируя пуриновое кольцо гуанина или аденина в положении 7. Вследствие этой реакции происходит гидролиз связи между пуриновым основанием и дезоксирибозой, что приводит к утрате данного пуринового основания. При репликации фаговой ДНК, имеющей в одной из своих полинуклеотидных цепей вызванный этилированием пробел , который был ранее заполнен одним из пуринов, в гомологичный участок синтезируемой комплементарной реплики может включиться либо правильное комплементарное пиримидиновое основание, либо неправильное пуриновое или пиримидиновое основание. При включении правильного пиримидинового основания восстанавливается первоначальная генетическая информация, а при включении неправильного основания происходит мутация, т. е. устойчивое изменение последовательности оснований в полинуклеотиде. [c.320]

Получается, следовательно, такая картина. Нуклеотидная цепь ускоряет синтез полипептидных цепей. Образуются полипептиды, в которых последовательность аминокислот соответствует последовательности нуклеотидов. Некоторые последовательности аминокислот в полипептидной цепи оказываются способными ускорять синтез мононуклеотидов или ускорять распад уже существующих полинуклеотидов, ускоряя тем самым эволюционный процесс. Острейший кризис начального этапа биологической эволюции преодолевается — возобновляется естественный отбор полинуклеотидных матриц, причем теперь уже по признаку их способности обеспечить синтез все более каталитически совершенных полипептидных цепей. [c.51]

Вторая из догм, представляющая собой новейший вариант теории один ген — один фермент, опиралась на представления о роли белковой структуры. Согласно этой догме, информационное содержание любого гена, а следовательно, и истинное значение четырехбуквенной записи в ДНК не может быть ничем иным, как изображением первичной структуры данного полипептида. Вместе взятые, обе догмы подразумевали, что роль любой определенной последовательности пурин-пиримидиновых оснований полинуклеотидных цепей ДНК, которая и составляет ген, сводится к тому, чтобы определять последовательность аминокислот в какой-то определенной полипептидной цепи. Так летом 1953 г. зародилась идея о существовании генетического кода, связывающего последовательность нуклеотидов в полинуклеотидах с последовательностью аминокислот в полипептидах. Путем простых рассуждений вскоре легко пришли к выводу, что код этот должен быть до предела прост для каждого аминокислотного остатка в полипептидной цепи должна существовать информация, которая определяет, какая из двадцати стандартьых аминокислот должна находиться в данной точке полипептидной цепи. Совершенно очевидно, что соотношения один к одному между пуриновыми и пиримидиновыми основаниями в ДНК и аминокислотами в полипептиде быть не может, поскольку каждое из четырех оснований. А, Г, Ц и Т, могло бы определять только одну из четырех, но не одну из двадцати аминокислот. Не может быть и так, чтобы каждый аминокислотный остаток детерминировался двумя смежными парами оснований, так как в этом случае четыре основания могли бы кодировать не более чем 16 видов различных аминокислот (4-4 = 16). Следовательно, код должен быть таким, чтобы каждый аминокислотный остаток детерминировался по меньшей мере тремя парами оснований, расположенных в полинуклеотидных цепях ДНК, вероятно последовательно. В этом случае четыре типа оснований, сгруппированные по три, могут определять более чем достаточное число (4.4.4 = 64) различных видов аминокислот. [c.185]

Эти задачи сводятся в сущности к последовательному фосфорилированию нуклеозидов, причем фосфорилирующим агентом должен служить нуклеотид, который тем самым займет соседнее место в создающейся полинуклеотидной цепи. Поскольку методы фосфорилирования в настоящее время развиты достаточно хорошо, то главной задачей при разработке методов синтеза полинуклеотидов является осуществление изби- [c.254]

Инициация в процессе биосинтеза белка означает не просто начало элонгации. Прежде всего, так как начало кодирующей последовательности мРНК не совпадает с началом полинуклеотидной цепи, а всегда находится, отступя от ее 5 -конца (иногда на значительное расстояние), необходимо точное узнавание первого кодона на внутренней части цепи. Это узнавание определяет не только начало полипептидной цепи, которая синтезируется, но и задает фазу всего дальнейшего считывания мРНК по триплетам, т. е. абсолютно критично для всей аминокислотной последовательности полипептида. Другими словами, именно инициация определяет фиксированную точку на матричном полинуклеотиде, с которой начинается отсчет триплетов без запятых (см. гл. А.П). [c.221]

Нуклеозиды, являющиеся мономерными составляющими нуклеиновых кислот, связаны друг с другом фосфодиэфирными связями и образуют цепь полинуклеотида. Фосфодиэфирная группировка связывает между собой З -гидроксильную группу остатка одного нуклеозида с 5 -гидроксильной группой остатка соседнего нуклеозида. Таким образом, полинуклеотидная цепь нуклеиновых кислот представляет собой линейную структуру, в которой моно-нуклеозиды связаны между собой 3, 5 -фосфодиэфирными связями, причем мононуклеозиды расположены в цепи в строго определенной для данной нуклеиновой кислоты последовательности. Об- [c.26]

Нагревание полинуклеотида LII при температуре несколько ниже температуры плавления и последующее медленное охлаждение приводит к образованию циклической структуры LIII за счет нековалентного взаимодействия комплементарных липких концов . Такая структура может быть обнаружена с помощью электронной микроскопии. Этот прием был использован для доказательства того, что концевые участки полинуклеотидных цепей ДНК фагов ТЗ и Т7 имеют одинаковую последовательность. Пользуясь сочетанием гибридизации и циклизации , можно различить вирусные ДНК, содержащие уникальную последовательность нуклеотидов и представляющие набор циклически переставленных фрагментов 74 (см. стр. 32). [c.63]

Задача установления нуклеотидной последовательности является весьма сложной практически она успешно решена пока лишь в случае относительно низкомолекулярных РНК, таких, как тРНК и 5S РНК. Имеющие в настоящее время практическое значение методы установления последовательности нуклеотидов в полинуклеотидной цепи основаны на частичном расщеплении полинуклеотидов. Поэтому перед рассмотрением основных принципов, с помощью которых производится установление строения полинуклеотидов, и применением этих принципов к различным типам природных нуклеиновых кислот целесообразно коротко остановиться на используемых методах избирательного расщепления полинуклеотидной цепи. [c.64]

Согласно первой догме, генетический код представляет собой точную последовательность нуклеотидов, с помощью которой генетическая информация гена записана в полинуклеотидных цепях ДНК. Иными словами, длинная двойная спираль ДНК должна представлять собой подобие телеграфной ленты, на которой записана информация с помощью четырехбуквенного алфавита — А, Г, Ц и Т. Такая информация, как уже указывалось в этой главе, в каждой молекуле ДНК записана дважды, и, следовательно, она дважды записана и в каждом гене, так как любое основание, находящееся в одной цепи из двух спирально закрученных полинуклеотидов, определяет комплементарное ему основание в другой цепи. Из этого следует, что, хотя для записи наследственной информации используется один и тот же четырехбуквенный алфавит, информация в двух цепях ДНК записана различным языком. [c.185]

При разработке методик химического синтеза полидезоксирибо- и полирибонуклеотидов перед химиками-синтетиками встают те же проблемы, что и в синтезе полипептидов. Подбор условий оптимального синтеза направлен на достижение высоких выходов на отдельных стадиях в цепи последовательных превраш,ений, включающих процессы запрограммированного наращивания полинуклеотидной цепи введения на каждой из стадий защитных групп для предотвращения побочных реакций конденсации и деблокирования. Например, в синтезе рибонуклеотидов часто требуется блокировать одну из вторичных гидроксильных групп в положении 2, что делает возможным селективное фосфорилирование соседней вторичной гидроксильной группы в положении 3. Рассмотрим теоретические основы некоторых приемов, используемых в синтезе полинуклеотидов. [c.280]

При любом процессе копирования неизбежно происходят ошибки и размножаются неточные копии оригинала. Следовательно, в результате многократных циклов репликации образующаяся последовательность нуклеотидов будет существенно отличаться от исходной. Так формируется разнообразие молекул. В случае РНК эти молекулы, вероятно, будут иметь и разные функциональные свойства. Ведь молекулы РНК -это не просто цепочка символов, неким абстрактным образом несущая информацию. Они обладают химической индивидуальностью, влияющей на их поведение. Конкретная последовательность нуклеотидов определяет свойства молекулы, особенно характер ее свертывания (кон-формацию) в растворе. Мономеры полинуклеотида могут не только спариваться со свободными комплементарными нуклеотидами среды с образованием нового полимера, но и образовывать пары с комплементарными нуклеотидными остатками того же самого полимера. Последовательность СОСО в одной части полинуклеотидной цепи может сравнительно прочно связаться с СССС из другого участка молекулы Из-за подобных взаимодействий возникают различные трехмерные изгибы, и молекула в целом приобретает уникальную форму, полностью определяемую ее нуклеотидной последовательностью (рис. 1-6). [c.15]

Анализируя проблему возникновения жизни, Д. С. и Н. М. Чер-навские [322] выдвинули гипотезу о возможном механизме установления соответствия между последовательностями нуклеотидов и аминокислот. Они предположили, что двойная полинуклеотидная спираль служит гетерогенным катализатором, ускоряющим синтез пептидных связей между аминокислотами, адсорбированными на полинуклеотиде. Так образуется белковый чехол, предохраняющий полинуклеотидную двойную спираль от разрушений, который сам может обладать каталитическими свойствами, способствующими тем или иным путем образованию полинуклеотидных цепей. Для того, чтобы такой механизм играл биологическую, т. е. эволюционную, роль, последовательность, аминокислот, образующих белковый чехол, должна зависеть от последовательности нуклеотидов. Гипотеза ценна тем, что ее можно проверить экспериментально (см. также [371]). [c.54]

Тут уместно отметить, что для полинуклеотидов мы полагали положительный ответ очевидным. Однако, как это ни парадоксально, взаимно комплементарные матричные свойства нуклеиновых оснований в водных растворах не проявляются. Их удается выявить лишь в вакууме вода, конкурируя за водородные связи, препятствует спариванию комплементарных нуклеиновых оснований. Подобные вакуумные условия возникают в поли-нуклеотпдной цепи при ее спирализации внутрь спирали вода не проникает, и поэтому ничто не мешает комплементарному спариванию. Таким образом, эволюционный процесс мог бы начаться лишь после спонтанного возникновения биспиральных полинуклеотидных молекул со случайной последовательностью нуклеотидов (при условии разных кинетических свойств различных по-линуклеотидных вариантов). Как,мы видели, однажды начавшийся процесс естественного отбора чистых полинуклеотидных матриц очень быстро (т. е. через небольшое число актов эволюционного совершенствования) прекраш,ается — эволюционный потенциал исчерпывается. Для выхода из этого кризиса необходимо осуществление сопряженного синтеза катализаторов с достаточно разнообразными кинетическими свойствами, т. е. белков. [c.56]