Сахарофосфатный остов ДНК, РНК

Сахарофосфатные остовы двух полинуклеотидных цепей, расположенные снаружи, связаны между собой водородными связями между отходящими от них вовнутрь азотистыми основаниями. Плоскости оснований перпендикулярны оси спирали и отстоят друг от друга на 0,34 нм. [c.180]

Предложены модели, в соответствии с которыми узнавание осуществляется с помощью а-спиральных участков белка. Предполагается, что боковые радикалы аминокислотных остатков образуют специфические водородные связи с основаниями в широкой бороздке ДНК. Определение трехмерной структуры четырех регуляторных белков (С1- и СКО-репрессоров Х-фага, САР-белка, репрессора триптофанового оперона) показало, что ДНК-связывающие домены этих белков имеют характерный двухспиральный мотив. Предложены модели ДНК-белковых комплексов, согласно которым одна из а-спиралей (аз) находится в широкой бороздке и взаимодействует с основаниями ДНК, в то время как вторая (аг) взаимодействует с сахарофосфатным остовом ДНК и обеспечивает правильную ориентацию спирали а, в комплексе. Предполагаемые геометрии для четырех специфических ДНК-белковых комплексов не являются полностью одинаковыми положение спирали а, в широкой [c.292]

Нуклеиновые кислоты образованы нуклеотидами, связанными фос-фодиэфирными группами через группы в положениях 3 и 5. Такая структура имеет большое число вращательных степеней свободы. Для закручивания структуры представляют интерес 5 точек сахарофосфатного остова и две внутренние точки молекулы нуклеотида (точки 2 и 3, в которых возможны эндо- и экзо-положения сахара). Последнее обстоятельство связано с возможностью вращения связи сахар—фосфат (син и ангт) в нуклеотиде. Рассмотрим возникающие конфигуращ1и с точки зрения энергетической выгодности. Стабилизирующими факторами двойной спирали являются электростатические силы отталкивания между фосфатными группами, гидрофобное взаимодействие между основаниями (стэкинг-взаимодействие) и водородные связи между комплементарными основаниями. Именно эти факторы должны определять углы вращения сахаров и оснований, а также всю структуру синтезируемых олиго- и полинуклеотидов. [c.190]

В результате спаренные основания располагаются между двумя цепями перпендикулярно их оси. Вся эта структура напоминает винтовую лестницу, каркас которой образован сахарофосфатным остовом молекулы, а ступеньками служат спаренные основания (рис. 2.4). [c.81]

На рис. 2.5 показано, что азотистые основания торчат из сахарофосфатного остова. Заметим, что фосфатные группы заряжены отрицательно и нуждаются в нейтрализации-ионами металлов и(или) положительно заряженными белками. [c.25]

Для сахарофосфатного остова и азотистых оснований нуклеиновых кислот характерен гораздо более сложный набор колебаний, чем для пептидов. Происхождение большинства полос здесь установлено с меньшей определенностью. Главное внимание было уделено спектральной области между 15(Ю и 18(Ю см в которой сосредоточены колебания кар- [c.118]

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]

Для конструирования спиралей ДНК и РНК плоские пары оснований, сделанные из картона (а еще лучще — из более плотного материала), нанизывают на проволоку, изображающую ось, а в качестве распорок используют кусочки резиновой или полиэтиленовой трубки. Для изображения сахарофосфатного остова можно взять бумажные макеты или модели из шаров и палочек. (Для большей наглядности сахарофосфатный скелет можно сделать из двух полос плотной бумаги разного цвета.) Точная геометрия пар оснований приведена у Арнотта и Хью-кинса [2]. [c.377]

Рис. 4.2. Расщеплете короткого фрагмента ДНК рестршдарующей эндонуклеазой типа II ЕсоШ с образованием липких концов. Стрелки - связи, по которым происходит расщепление в сахарофосфатном остове. 8 — дезоксирибоза, Р - фосфатная группа, ОН — гидроксильная фуппа. Последовательность, распознаваемая ЕсоШ, вьщелена штриховой линией.

Рис. 4.3. Расщепление короткого фрагмента ДНК рестриктазой типа II Ншйи с образованием тупых концов. Стрелки - связи, по которым происходит расщепление в сахарофосфатном остове. Буквенные обозначения - те же, что и на рис. 4.2. Последовательность, распознаваемая рестриктазой ИМИ, выделена штриховой линией.

Для осуществления молекулярного клонирования недостаточно одних только ферментов рестрикции. Во-первьгх, водородные связи между теми четырьмя основаниями, которые образуют липкие концы, недостаточно прочны, чтобы удержать два объединившихся фрагмента ДНК. Необходим какой-то инструмент для устранения разрыва в сахарофосфатном остове молекулы, т. е. для восстановления связи между 3 -гидроксильной концевой группой одной цепи и 5 -фосфатной группой другой. Таким инструментом является ДНК-лигаза бактериофага Т4. Этот фермент катализирует образование фосфо-диэфирных связей между концами полинуклеотидных цепей, которые уже удерживаются вместе благодаря спариванию липких концов. Кроме того, ДНК-лигаза Т4 сшивает тупые концы, которые сближаются друг с другом после того, как объединяемые фрагменты связываются с ферментом (рис. 4.6). Во-вторых, объеди- [c.55]

Сахарофосфатные остовы двух цепей образуют правозакрученную спираль с общей осью и диаметром 0,2 нм. В спирали существуют две бороздки — большая и малая. На каждый виток спирали приходится 10 пар оснований. [c.180]

При репликации двухцепочечная ДНК должна разойтись на индивидуальные цепи с тем, чтобы каждая из них могла функционировать в роли матрицы. Разделению цепей ДНК содействуют молекулы специфических белков, стабилизирующих одноцепочечную структуру при продвижении репликационной вилки. Стабилизирующие белки стехиоме-трически связываются с одиночной цепью, не мещая при этом нуклеотидам выступать в роли матрицы (рис. 38.18). Наряду с разделением цепей должно происходить и раскручивание спирали (1 оборот на каждые 10 нуклеотидов), сопровождаемое скручиванием вновь синтезированных дочерних цепей. Учитывая время, за которое происходит репликация у прокариот, можно рассчитать, что молекула ДНК должна раскручиваться со скоростью 400 ООО об/сек, что совершенно невозможно. Следовательно, должны существовать множественные шарниры , расположенные по всей длине молекулы ДНК. Шарнирные функции выполняет специальный фермент (ДИК-топоизомераза), вносящий разрывы в одну из цепей раскручиваемой двойной спирали. Разрывы быстро зашиваются этим же ферментом без дополнительных энергетических затрат, поскольку необходимая энергия запасается в форме макроэргической ковалентной связи, возникающей между сахарофосфатным остовом цепи ДНК и топоизомеразой. Представленную на рис. 38.19 схему этого процесса можно сравнить с последовательностью событий сшивания разрыва в ДНК, катализируемых ДНК-лигазой. ДНК-топоизомеразы ответственны также за раскручивание суперспирализованной ДНК. Су-перспирализованная ДНК — это высокоупорядоченная структура, образуемая кольцевыми или сверх-длинными молекулами ДНК при закручивании вокруг гистонового кора (рис. 38.20). [c.78]

Уотсон и Крик показали, что ДНК состоит из двух полинуклеотидньк цепей. Каждая цепь закручена в спираль вправо, и обе они свиты вместе, т. е. закручены вправо вокруг одной и той же оси, образуя двойную спираль (рис. 3.43). Цепи антипараллельны, т. е. направлены в противоположные стороны. Каждая цепь состоит из сахарофосфатного остова, вдоль которого перпендикулярно длинной оси двойной спирали распола- [c.144]

Рис. 3.45. Пространственная модель ДНК. Стрелки указывают направление антипаралаелльных сахарофосфатных остовов двух полинуклеотидных цепей.

СТИ ДНК-полимеразы I, которая благодаря своей полимеразной активности может также участвовать в заполнении брешей, возникших после удаления затравочных фрагментов. Остаюшиеся после этого 3 -ОН/5 -Р04-одноцепочечные разрывы зашиваются ДНК-лигазой, которая, таким образом, завершает образование непрерывного сахарофосфатного остова отстающей цепи. [c.118]

Макромолекула ДНК состоит из двух нитей, закрученных одна вокруг другой так, что образуется так называемая "двойная спираль" (рис. 2.2). Нити состоят из "остова" — чередующихся фосфатных и сахарных групп — и прикрепленного к каждой сахарной группе азотистого основания. Они соединены между собой водородными связями оснований. Если двойную спираль раскрутить, то она будет напоминать лестницу (рис. 2.2, а(, где вертикальные части состоят из сахарофосфатного остова (рис. 2.2, б и г), а перекладины — из комбинации пар оснований, соединенных водородньши связями (рис. 2.2, д). Существуют четыре типа оснований два пиримидиновых (тимин и цитозин) и два пуриновых (гуанин и аденин). Число молекул аденина в любом образце ДНК всегда равно числу молекуп тимина, и соответственно чиспо молекул цитозина равно числу молекул гуанина. Эти пары оснований расположены в спирали друг против друга (рис. 2.2, бив), что делает нити комплементарными одна другой. Издавна существовали проблемы, связанные с супер-спирализацией ДНК и с разделением двойной спирали - такую модель строения ДНК в свое время предложили Уотсон и Крик. Недавно Сазисе- [c.31]

Орнитиндекарбоксилаза (ОДКаза) катализирует первую реакцию в биосинтезе полиаминов, которые связываются с сахарофосфатным остовом молекул ДНК и РНК и играют существенную роль в процессах роста клеток. Активность ОДКазы регулируется обычно в соответствии с физиологическим состоянием клетки. [c.104]

Последовательно расположенные нуклеотиды в молекулах ДНК и РНК ковалентно связаны друг с другом при помощи фосфатных мостиков . 5 -гидрок-сильная группа пентозы одного нуклеотида присоединена к 3 -гидроксильной группе пентозы соседнего нуклеотида с помощью фосфодюфирной связи (рис. 27-5). Таким образом, ковалентные остовы нуклеиновых кислот состоят из монотонно чередующихся фосфатных и пентозных групп основания же можно рассматривать как боковые группы, присоединенные к остову на равных расстояниях друг от друга. Отметим также, что сахарофосфатный остов и ДНК, и РНК несет заряд, поскольку фосфатные группы являются кислыми и при характерных для клеток pH заряжены отрицательно. Вместе с тем пуриновые и пиримидиновые основания, которые плохо растворимы в воде, гидрофобны. Укажем также, что цехш ДНК и РНК обладают определенной полярностью, цли направлением, поскольку все межнуклео-тидные фосфодиэфирные связи ориентированы вдоль цепи одинаково (рис. 27-5). Благодаря этой полярности каждая по-линуклеотидная цепь имеет 5 -конец и 3 -конец. [c.856]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология