Полинуклеотиды синтетические

Изучение природных макромолекул (белков, полинуклеотидов и полисахаридов) и синтетических высокополимеров требует специальных методов определения очень высоких молекулярных весов, которыми обусловлены особые свойства этих веществ. [c.563]

Термин макромолекулы обычно применяется к молекулам с молекулярными весами более 10 000. Такие макромолекулы, как белки, полинуклеотиды и полисахариды, необходимы для жизни, их структуры осуществляют сложные функции. Макромолекулы типа синтетических высокополимеров являются основой многих синтетических волокон, пластиков и синтетического каучука. Соотнощение между физическими свойствами этих материалов и их молекулярным строением имеет огромнейшее значение. В этой главе будут рассмотрены белки и синтетические высокополимеры. Изучая такие свойства, как вязкость, ультрацентрифугирование, диффузия осмотическое давление и рассеяние света, можно получить информацию об их молекулярном весе, о распределении и форме распределения молекулярных весов. [c.601]

Присутствие 2 -5 -связи является главным принципиальным отличием синтетических полинуклеотидов от природных РНК, что, впрочем, мало сказывается на их физических свойствах. [c.251]

Линейная зависимость температуры плавления ДНК от содержания ГЦ-пар дает при экстраполяции предельные значения 7 пл=69°С для ПОЛИ-АТ и 110°С для ноли-ГЦ, хорошо согласующиеся с экспериментальными значениями для соответствующих синтетических полинуклеотидов (65 и 104 °С). Температура плавления ДНК растет с увеличением ионной силы раствора приблизительно пропорционально логарифму концентрации ка- [c.233]

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]

Подобная же твердофазная техника нашла еще более эффектное применение в синтезе полинуклеотидов [5h]. Не менее важно и то, что использование твердых носителей открыло ряд многообещающих стратегических возможностей в других областях органического синтеза [5ij]. Таким образом, успешное разрешение проблемы, первоначально представлявшейся частной и чисто технической, привело в конечном счете к результатам большой и общей синтетической значимости. [c.302]

Синтетические олиго- и полинуклеотиды, а также полученные синтетическим путем гены и регуляторные области (промоторы, терминаторы и т, д.) широко используются в исследовании структуры и функции нуклеиновых кислот, генетической и белковой инженерии, биотехнологии. Синтез олиго- и полинуклеотидов, представляющий собой важный раздел биоорганической химии, имеет сегодня большое теоретическое и прикладное значение. [c.348]

Использование синтетических олиго- и полинуклеотидов в биоорганической химии и биотехнологии [c.377]

Химический синтез нуклеиновых кислот остается пока нерешенной задачей. Получены синтетические полинуклеотиды, которые отличаются от природных нуклеиновых кислот тем, что они являются полимерами только одного или нескольких ргуклеотидов, но с произвольным, неспецифическим их распределением в цепи. Гомогенные олигонуклеотиды синтезируют обычно поликонденсацией мононуклеотидов под действием дициклогексилкарбодиимида [c.366]

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]

Принимая во внимание это обстоятельство, в настоящее время ГРЧ синтезируют методами генетической инженерии в специально сконструированных клетках бактерий. Будучи синтезированным в клетках Е. соИ, ГРЧ содержит дополнительный остаток метионина на НгН-конце молекулы. Биосинтез ГРЧ из 191 аминокислотного остатка бьш осуществлен в 1979 г. Д. Гедделем с сотрудниками. Сначала клонировали двунитевую кДНК далее путем расщепления получали последовательность, кодирующую аминокислотный порядок гормона, за исключением первых 23 аминокислот, — с фен (—NH2) до лей (23), и синтетический полинуклеотид, соответствующий аминокислотам от первой до двадцать третьей со стартовым ATG-кодоном в начале. Затем два фрагмента объединяли и подстраивали к паре 1ас-промоторов и участку связывания рибосом. Конечный выход гормона составил 2,4 мкг на 1 мл культуры, что составляет 100 000 молекул гормона на клетку. Полученный гормон на конце полипептидной цепи содержал дополнительный остаток метионина и обладал значительной био- [c.138]

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]

Как всегда при выяснении строения сложного органического соединения, в том числе и специфического полимера, можно идти и синтетическим Путем, т. е. получать соединения с заранее заданным строением, и, сравнивая их с веществами природного происхождения, выносить суждение о строении последних. При определении строения полинуклеотидов речь должна идти о синтезе специфических олигонуклеотидов, т. е. таких, в которых имеется совершенно определенная заданная последовательность мононуклеотидных звеньев. Рассмотренный выше метод неспецифической полимеризации мононуклеотидов (стр. 251) для этой цели непригоден, так как необходимо иметь метод, который позволил бы создать цепь постепенно, наращивая мононуклеотидные звенья в нужном порядке. [c.254]

Дальнейшая расшифровка кода была основана на использовании синтетических статистических гетерополинуклеотидов определенного состава, задаваемого набором и соотношением субстратных нуклео-зиддифосфатов в полинуклеотидфосфорилазной реакции. Так, было показано, что статистический сополимер поли(и. С) кодирует включение в полипептидную цепь четырех аминокислот фенилаланина, лейцина, серина и пролина. Если соотношение U С в полинуклеотиде было 1 1, то все четыре аминокислоты включались в полипептид [c.14]

Финалом этой истории было использование синтетических полинуклеотидов с регулярной нуклеотидной последовательностью в качестве матриц в бесклеточных системах синтеза полипептидов на рибосомах. Методы синтеза регулярных полинуклеотидов были разработаны Г. Хорана, и им же генетический код был прямо проверен путем использования их как матриц. В полном соответствии с кодом, использование поли(иС) в качестве матрицы дало полипептид, построенный из чередующихся серина и лейцина, а поли(иО) приводил к синтезу регулярного полипептидного сополимера с чередующимися валином и цистеином. Поли (AAG) кодировал синтез трех гомополимеров полилизина, полиаргинина и полиглютаминовой кислоты. [c.15]

Рибосома имеет собственное сродство к матричным полинуклеотидшу / Уже давно известно, что среди синтетических полирибонуклеотидов вакантная рибосома лучше всего связьшает полиуридиловую кислоту, на чем и было основано широкое применение поли(и) в качестве матрицы в бесклеточных системах трансляции. Возможно, что отсутствие стабильной вторичной и третичной структуры в поли(и) является существенным фактором ее хорошего связьшания с рибосомой. В случае природных мРНК имеются совершенно определенные предпочтительные места на полинуклеотиде, с которыми могут связьшаться вакантные рибосомы (см. гл. В.VI). В любом случае прочная сплошная двойная спираль вряд ли может служить местом присоединение вакантных рибосом. [c.136]

Известно, что при использовании некоторых синтетических матричных полинуклеотидов, например поли(и, G), инициация с участием инициаторной F-Met-tRNA, инициирующего кодона GUG и IF-2 с ГТФ может происходить также и без IF-3. [c.232]

Полученные в лаборатории С.С. Дебова данные свидетельствуют о более широком распространении полирибонуклеотид-фосфорилазы в живых организмах, чем это признавалось ранее. Фермент открыт также в клетках животных. Кроме того, получены экспериментальные доказательства синтетической функции полинуклеотид-фосфоргшазы. Вполне правомерно допущение, что этот фермент может принимать участие в синтезе коротких полирибонуклеотидов в клетках эукариот в норме и в некоторых экстремальных условиях. Кроме того, в лабораторных условиях фермент может найти применение для синтеза РНК-праймеров, используемых далее при синтезе ДНК. [c.495]

В ряде лабораторий (в частности, в лаборатории С. Бреннера) были получены данные о возможности существования в клетках в соединении с рибосомами короткоживущей РНК, названной информационной (иРНК). Сейчас она обозначается как матричная РНК (мРНК), потому что ее роль заключается в переносе информации от ДНК в ядре (где она синтезируется под действием ДНК-зависимой РНК-полимеразы) до цитоплазмы, где она соединяется с рибосомами и служит матрицей, на которой осуществляется синтез белка. Эта блестящая гипотеза затем экспериментально бьша доказана в лаборатории М. Ниренберга. При изучении влияния различных фракций клеточной РНК на способность рибосом, выделенных из Е. oli, к синтезу белка было установлено, что некоторые из них стимулировали включение С-аминокислот в синтезируемый полипептид. Добавление синтетического полинуклеотида, в частности полиуридиловой кислоты (поли-У), в белоксинтезирующую систему приводило к включению в синтезирующуюся белковую молекулу единственной аминокислоты -фенилаланина. Поли-У вызывал синтез в бесклеточной системе необычного полипептида полифенилаланина. Таким образом, искусственно синтезированный полирибонуклеотид, добавленный к препаратам рибосом, включавшим известные к тому времени факторы белкового синтеза и источники энергии, вызывал синтез определенного, запрограммированного полипептида. [c.519]

Современная химия располагает методами синтеза полинук-леотидных цепей (см. [25, 26]). Работа с синтетическими полинуклеотидами сыграла важную роль в молекулярной биологии (см. ниже гл. 8 и 9). [c.89]

Двуспиральные участки нуклеиновых кислот моделируются синтетическими полинуклеотидами. В 0,1 Ai растворе Na l Поли-А образует двойную спираль с Поли-У, причем наибольший гипохромизм, т. е. наибольшая степень спирализации, наблюдается при составе смеси полинуклеотидов 1 1 [45]. В присутствии двухвалентных катионов в 1,2-10-2 М плексм Поли у с растворе Mg b максимальный гипохромизм Поли-АУ. [c.499]

Универсален ли генетический код Действуют ли аналогичным образом одинаковые кодоны в различных организмах Ответ на этот вопрос положителен. Поли-У стимулирует включение Фен в полипептидную цепь в бесклеточных системах, полученных из клеток млекопитающих и водорослей. То же относится к другим синтетическим полинуклеотидам (см. [5]). Три-нуклеотидная техника Ниренберга была применена к бесклеточ-ным системам, полученным из клеток амфибии Xenopus laevis и морской свинки, и привела к тем же результатам [110]. Меняется, по-видимому, лишь относительное участие различных кодонов для одной и той же аминокислоты, но кодовый словарь остается тем же, что и для Е. oli. [c.587]

Синтетическое построение полинуклеотидов требует большого экспериментального мастерства и возможно только при использовании защитных групп. Принципиальный подход к синтезу проиллюстрирован на верхней схеме с. 664 на примере синтеза дезокситимидилил (3 ->-5 ) дезокситимндпиа. , [c.663]

Аптамер (Aptamer) Синтетический полинуклеотид, связывающийся с белком, в норме не взаимодействующим с нуклеиновыми кислотами. [c.544]

Хотя оба метода позволяют получать полинуклеотиды длиной до 100 нуклеотидов и более, с их помощью нельзя получить функциональные гены. Поэтому синтетические олиго- и полинуклеотиды, используемые для сборки гена, и в настоящее время сшивают способом, который на заре развития полинуклеотидно-го синтеза был предложен Г.Корана для соединения 20-мерных олигонуклеотидов, полученных фосфодиэфирным методом (рис. 83). Для соединения олигонуклеотидов I и II используется третий, вспомогательный, нуклеотид III, которых комплементарен 5 -концу одного и 3 -концу другого олигонуклеотида, образуя дуплекс с ником. Этот вспомогательный нуклеотид III играет роль матрицы для олигонуклеотидов I и II, причем его 3 -конец комплементарен 3 -концу олигонуклеотида II, а 5 -конец — 5 -концу олигонуклеотида I, несущего фосфомоноэфирную группу. Размер матрицы должен обеспечивать достаточную устойчивость дуплекса с ником, для чего каждый из сшиваемых олигонуклеотидов должен перекрывать матрицу III длиной по 8—10 пар нуклеотидов. Обработка комплекса олигонуклеотидов I, II и III ДНК-лигазой в присутствии доноров остатков АМР (АТР или NAD ) приводит к сшиванию олигонуклеотидов I и II. Как видно из рис. 83, двуцепочечный фрагмент образуется с выступающими одноцепочечными концами. Эти концы могут быть использованы для дальнейшего наращивания цепи. Для этого необходимо синтезировать олигонуклеотиды IV и V, частично перекрывающие выступающие 3 - и 5 -концевые фрагменты I — II нуклеотида. Обработка комплекса, содержащего олигонуклеотиды I — II, III, IV [c.298]

Ширина интервала плавлеиия для даухцепочечных синтетических полинуклеотидов, таких, как поли(с1А) -поли(с Т), значительно уже, чем у природных ДНК, что является следствием гетерогенности последних. Температура плавления ДНК линейно возрастает с увеличением доли G пар. На этом основан одии из методов определения нуклеотидного состава ДНК. [c.342]

Диапазон применения синтетических олиго- и полинуклеотидов необычайно широк. Прежде всего при изучении белков нередко осуществляется синтез соответствующих генов и их фрагментов (если число аминокислотных остатхов не превышает 200—250). Путем экспрессии генов с помощью генноннженерных приемов получают значительные количества труднодоступных белков и пептидов, а также нх аналогов. [c.377]

Среди полимеров наиболее активными интерфероногенами оказались синтетические полинуклеотиды поли-(И), поли-(Ц), поли-(Г), поли-(Ц), обладающие большой терапевтической широтой [45, 47]. [c.174]

Таким образом, в однотяжевом полинуклеотиде могут од-цовременно сосуществовать и односпиральная и двухспиральная конформация. В синтетическом полинуклеотиде, нанример dAT со строгой последовательностью оснований А и Т вдоль цепи [121], как показано в работе [122], образуется двухспиральная структура. Однако в обычной однотяжевой ДНК более предпочтительна односпиральная структура во многих частях цепи. Первые экспериментальные исследования, например работа Сингеймера [2] с бактериофагом ф 174, в котором были обнаружены однотяжевые ДНК, указывали на то, [c.203]

Аналогичный тип перехода также наблюдается у синтетических полинуклеотидов. Полиаделиновая и полиуридиловая кислоты, например, при смещении в разбавленном растворе образуют упорядоченную биспираль, проявляющую все свойства индивидуальной молекулы. Поэтому вполне уместно говорить [c.61]

Рис. 26. Переход спираль — клубок в синтетических полинуклеотидах. Изменение удельного вращения и оптической плотности от температуры в разбавленном растворе комплекса, образованного полиадениловой и полиури-диловой кислотами, при ионной силе раствора 0,15 и рН=7 [27].

Справочник химика 21

Химия и химическая технология