Белки двойная спираль

Особенностью т-РНК является то, что на одном конце цепочки, содержащей всего 80 нуклеотидов, всегда помещается группа из трех частиц двух цитозина и одной аденина на другом конце находится гуанин. Водородные связи между основаниями обусловливают скручивание отдельных участков цепи в двойную спираль. Свободные нуклеотиды взаимодействуют с матрицей, на которой закрепляется совокупность аминокислот во время синтеза белка. Существование таких свободных нуклеотидов, возможно, связано с наличием в т-РНК пуриновых или пиримидиновых оснований, [c.391]

Водородная связь характерна для многих органических соединений (фенолов, альдегидов, карбоновых кислот и др.). За счет водородной связи образуется вторичная структура белков, двойная спираль ДНК. [c.75]

Важность этих задач очевидна с биологической точки зрения, поскольку в процессе функционирования ДНК может менять свою конформацию вследствие взаимодействия с другими компонентами клетки, прежде всего с белками. Двойная спираль нуклеиновой кислоты, обладая обш ей жесткостью по длине спирали, представляет собой вместе с тем своего рода шарнирное устройство с ограниченным числом враш ательных степеней свободы вокруг единичных химических связей (рис. IX. 17, IX. 18). Обш ая геометрия спиральной молекулы описывается пятью параметрами (рис. IX. 19), из которых наиболее важные спиральное враш ение т—угол поворота между соседними парами и D — расстояние пары от оси спирали. Отличие А- и В-форм состоит в различии значений углов X и ст (на 60°) и большими положительными значениями D и меньшими значениями т у Л-формы. [c.220]

Спин электрона 68 а-Спираль белка 649 Спираль двойная ДНК 662 Спирты 526 сл. [c.709]

Гистоны. По современным представлениям, это основные белки, связанные с двойной спиралью ДНК и контролирующие репликацию нуклеиновых кислот. [c.494]

ЭТОМ образуются специфич. пары комплементарных оснований, имеющие почти одинаковые размеры. Поэтому двойная спираль имеет очень однородную регулярную структуру, мало зависящую от конкретной последовательности оснований-св-во очень важное для обеспечения универсальности механизмов репликации (самовоспроизведение ДНК или РНК), транскрипции (синтез РНК на ДНК-матрице) и трансляции (синтез белков на РНК-матрице). В каждом из этих т. н. матричных процессов К. играет определяющую роль. Напр., при трансляции важное значение имеет К. между тройкой оснований матричной РНК (т. и. кодоном, см. Генетический код] и тройкой оснований транспортной РНК (поставляют во время трансляции аминокислоты). К. определяет также вторичную структуру нуклеиновых к-т. Одноцепочечные РНК благодаря К. оснований, навиваясь Сами на себя, образуют относительно короткие двухспиральные области ( шпильки и петли ), соединенные одноцепочечными участками, К. в отдельных парах оснований ДНК может нарушаться из-за появления отклонений в их строении, к-рые могут возникать спонтанно или в результате действия разл. факторов (химических и физических). Следствием этих изменений м. б. мутации. [c.443]

А — двойная спираль ДНК Б — присоединение к двойной спирали белка гес B D с последующим его перемещением В — возникновение разрыва в сайте узнавания Г — образование одноцепочечного участка ус [c.113]

Все генетические приказы , отдаваемые клетке, исходят от ДНК-Молекулы как ДНК, так и белков построены в виде цепочек, состоящих в первом случае из нуклеотидов, а во втором —из аминокислот. Молекулы ДНК, как правило, двухцепочечные, т. е. состоят из двух образующих двойную спираль полинуклеотидных цепочек комплементарные основания противоположных цепочек образуют нуклеотидные пары (рис. 2-21). В настоящее время твердо установлено, что большая часть генетических сообщений в ДНК представляет собой последовательность кодовых слов , или кодонов. Каждый кодон состоит из трех нуклеотидов (или трех нуклеотидных пар, если ДНК двухцепочечная) и соответствует одной из 20 аминокислот, из которых построены белки. Последовательность кодонов в ДНК определяет, в каком порядке должнь соединяться аминокислоты при синтезе каждого из многочисленных белков. [c.18]

Таким образом, скрученные листы могут играть важную роль во взаимодействиях белка с двойной спиралью ДНК (РНК) (разд. 10.6). [c.96]

Чрезвычайно важна роль водородных связей в биохимических процессах Благодаря водородным связям фиксируются вторичные и третичные структуры белков, образуются связи в двойных спиралях ДНК и т д Решающая роль водородных связей часто объясняет малые энергии, необходимые для многих биохимических превращений [c.38]

Молекула ДНК состоит из 2 сплетенных комплементарных цепей нуклеотидов, которые удерживаются вместе за счет так называемого спаривания оснований. Особенности синтеза ДНК приводят к антипараллельности комплементарной цепи, 3 -конец одной цепи находится рядом с 5 -концом другой. Структурно цепи образуют двойную спираль, представляющую как бы винтовую лестницу, закрученную вправо вокруг воображаемой центральной оси. В свою очередь ДНК и РНК отвечают за синтез белка - основной структурной единицы любого организма. [c.440]

Важно отметить, что увеличение концентрации малых молекул в окружении структуры ДНК (хроматина) приводит к увеличению 7 , если эти молекулы предпочтительно связываются с двойной спиралью, а не с одиночными цепями. Когда малые молекулы предпочтительно связываются с одиночным , цепями, наблюдается уменьшение. Сделанное заключение, в принципе, относится к любым супрамолекулярным структурам, содержащим ДНК, РНК, белки, полисахариды и многие другие молекулы [19]. На отдельные прикладные аспекты взаимодействия генетических структур с малыми молекулами указано в заметке, касающейся термодинамики генов и старения [21]. [c.14]

Представление о строении нуклеиновых кислот нуклеозиды и нуклеотиды. Гетероциклические основания, рибоза (дезоксирибоза) и фосфорная кислота как структурные единицы нуклеиновых кислот. Представление о строении РНК и ДНК. Биологические функции ДНК и РНК. Рибосомальные, информационные и транспортные РНК. Связь между строением и биологическими функциями нуклеиновых кислот. Двойная спираль как модель молекулы ДНК. Роль водородных связей аденин — тимин и гуанин — цитозин в образовании двойной спирали. Правило Ча )-гаффа. Проблема передачи наследственной информации. Вещество, энергия и информация — необходимые компоненты при синтезе белка. Гснетическин код как троичный неперекрывающийся вырожденный код. [c.249]

Регуляторные ДНК-связывающие белки прокариот вызывают заметные изменения конформации ДНК. При рентгеноструктурном исследовании комплекса регуляторного белка TFIHA со своим участком ДНК оказалось, что двойная спираль находится в А-форме. Другие изменения (изгибы и изломы двойной спирали) можно обнаружить с помощью электронной микроскопии, электрофореза ДНК-белковых комплексов, а также при действии нуклеаз. Связанный белок защищает от расщепления 15—30 п. о. в месте связывания и порождает два участка повышенной чувствительности к нуклеазам с обеих сторон от места связывания. Тонкий анализ мест гиперчувствительности в хроматине эукариот показал, что они имеют точно такую же структуру — две гипер-чувствительные точки, разделенные защищенны.м участком. [c.257]

В механизме мышечного сокращения важное значение имеют еще два белка-тропомиозин и тропонин. Молекула первого (мол. м. 67 тыс.) полностью построена из а-спиралей и состоит из идентичных по первичной структуре фрагментов, содержащих по 42 аминокислотных остатка. В бессолевой среде тропомиозин полимеризуется, образуя вязкую структуру, обладающую двойным лучепреломлением. При взаимод. с F-актином молек) ла тропомиозина укладывается в бороздки, образованные двойной спиралью актина. Молекула тропонина представляет собой комплекс, состоящий из трех белков,-тропонина Т (мол. м. 37 тыс.), тропонина I (мол. м. 25 тыс.) и тропонина С (мол. м. 20 тыс.). Тропонин I-ингибитор актомиозиновой Mg-АТФазы, тропонин С способен к связыванию ионов Са , тропонин I связывается с актином, тропонин Т с тропо-миозином. [c.93]

Полиамины составляют ряд родственных соединений, частично образующихся из аргинина они присутствуют во всех клетках в относительно больших количествах (зачастую в миллимолярных концентрациях). Содержание полиаминов в клетках часто находится в стехио-метрическом соотношении с содержанием РНК. Однако у Т-четных бактериофагов н большинства бактерий содержание полиаминов ассо-ииировано с ДНК. Полиаминам приписывают множество функций. Они могут в известной мере замещать клеточный К" " и M.g + и, видимо, играют существенную регуляторную роль в процессах синтеза нуклеиновых кислот и белков [36]. Спермидин, по всей вероятности, играет специфическую роль в процессе клеточного деления [40а]. Полиамины могут взаимодействовать с двойной спиралью нуклеиновых кислот, образуя мостики между полинуклеотидными цепями в этом случае положительно заряженные аминогруппы взаимодействуют с отрицательно заряженными фосфатами остова нуклеиновых кислот [40]. В одной модели (предложенной Тсубои [40Ь]) тетраметиленовая часть молекулы полиамина укладывается в малой бороздке, связывая три пары оснований, а триметиленовые группы (одна в спермидине и две в спермине) образуют мостики между смежными фосфатными группами [c.99]

Каким образом клеткам удается достичь столь высокой степени точности в выборе нуж ного основания в процессах репликации и транскрипции, а также при спаривании кодона с антикодоном в процессе синтеза белка В ранних работах исследователи часто высказывали мнение, что специфичность спаривания оснований определяется исключительно образованием двух (или соответственно трех) водородных связей и стабилизацией за счет взаимодействия соседних участков спирали. Оказалось, однако, что свободная энергия образования пар оснований мала (гл. 2, разд. Г, 6), а дополнительная свободная энергия, обусловленная связыванием основания с концом уже существующей цепи, не в состоянии обеспечить специфичность спаривания. Исходя из современных энзимологических данных, можно предположить, что важную роль в обеспечении правильности спаривания играет сам фермент. РНК- и ДНК-полимеразы — достаточно крупные молекулы. Следовательно, связывающее место фермента может полностью окружить двойную спираль. Если это так, то нетрудно представить себе, что лроцесс выбора основания может протекать так, как это показано на рис. 15-5. На приведенном рисунке изображено гуаниновое основание матричной цепи молекулы ДНК, расположенное в месте наращивания комплементарной цепи (ДНК или РНК) с З -конца. Для образования правильной пары оснований соответствующий нуклеозидтрифосфат должен быть пристроен до того, как произойдет реакция замещения, в результате которой нуклеотид присоединится к растущей цепи. Предположим, что у фермента есть связывающие места для дезоксирибозного компонента матричного нуклеотида и для сахарного компонента включающегося нуклеозидтрифосфата, причем эти места расположены на строго оцределенном расстоянии друг от друга. Как показано на рис. 15-5, в каждом связывающем [c.212]

В хромосоме Е. oli содержится ДНК длиной больше 1 мм, упакованная в клетке, длина которой пе превышает 2 мкм. Длина диплоидной ДНК, содержащейся в клетках человека, размер которых не превышает 20 мкм, достигает 1,5 м. Расплетание двойных спиралей ДНК в репликационных вилках требует быстрого вращения цепей (разд. А, 3,а). Хотя с чисто химической точки зрения процесс расплетания 3000 оснований за одну секунду не представляет проблемы, все же трудно представить себе, как две копии реплицируемой хромо-со.мы даже в клетках Е. oli могут разделяться, не запутываясь. Частично ответить на этот вопрос можно, если вспомнить о существовании ДНК-расплетающпх белков (разд. Д, 5, в), а также ДНК-релаксирую-щих , или раскручивающих , ферментов [185, 186] (см. также рис. 2-27). Важную роль играет при этом также организация хромосомы. [c.271]

В эти годы созданы новые физ.-хим. методы аиализа. Были заложены основы хроматографич. методов (М. С. Цвет, 1906). В 20-х гг. Т. Сведберг предложил использовать для седиментации белков ультрацентрифугу, вскоре этим методом был выделен ряд вирусов. В 30-х гг. А. Тизе-лиусом заложены основы электрофореза, в 1944 А. Мартином и др. создана распределит, хроматография, для определения структуры прир. соед. впервые стал использоваться рентгеноструктурный анализ (Д. Кроуфут-Ходжкин, 40-е гг.). Благодаря использованию физ.-хим. методов в 50-х гг. достигнуты крупные успехи в изучении двух важнейших классов биополимеров-белков и нуклеиновых к-т Э. Чар-гафф провел детальный хим. анализ нуклеиновых к-т, открыта двойная спираль ДНК (Дж. Уотсон и Ф. Крик, 1953), определена структура инсулина (Ф. Сенгер, 1953), одновременно осуществлен синтез пептидных гормонов -окситоцина и вазопрессина (Дю Виньо, 1953), открыт один из элементов пространственной структуры белков- спираль (Л. Полинг, 1951). В эти годы Р. Замечником открыты рибосомы, что послужило стимулом для изучения механизма синтеза белка. [c.292]

В процессе общей генетической рекомбинации центральная роль отводится комплементарным взаимодействиям нуклеотидных последовательностей. Кроме того, этот процесс требует участия особого белка гесА с Mr, равной 38 кДа. Белок гесА прочно связывается в виде крупных кластеров с одиночными цепями ДНК, одновременно удерживая и двойную спираль. За счет двух сайтов данный белок имеет еще один участок — для связывания и гидролиза АТР, т.е. он представляет собой ДНК-зависимую АТРазу. Благодаря особенностям белка гесА осуществляются од- [c.113]

Как и подобает матрице, с которой снимаются копии, двойная спираль ДНК исключительно стабильна. Несмотря на большую длину, в природных условиях она расщепляется крайне редко. Такая стабильность структуры обусловлена несколькими факторами 1) наличием водородных связей между основаниями 2) вандерваальсовым притяжением плоских оснований, уложенных параллельно одно над другим 3) присутствием на поверхности молекулы многих атомов кислорода, отрицательно заряженных и нейтральных, способных к образованию водородных связей с водой или со специфическими белками, окружающими молекулу 4) способностью к образованию различного рода суперспиралей (см. ниже). [c.134]

РНК (ДНК), где рибозафосфатдизфирные элементы обычно образуют в результате переплетения двух антипараллельных отдельных спиралей двойную спираль [179]. Вирус табачной мозаики состоит из белковой оболочки и РНК. Оболочка представляет собой линейную группу, элементом которой служит один белок, присоединенный к тринуклеотиду [180]. Цилиндрические конструкции из белков, найденные, например, в микротубулах [181], в хвостах фага Т4 [182] или в филаментах F-актина [183], часто описывают как спирали или линейные группы. Тем не менее следует помнить, что подобные агрегаты не содержат линейных цепей, таких, как, например, РНК, которая соединяет белковые субъединицы в вирусе табачной мозаики и образует особую спираль. Для описания таких моно- и полиспиральных образований используются различные способы. [c.85]

Главным структурным н функциональным звеном клетки мышцы является саркомер (рис. 11.5)—цилиндрическое образование диаметром 1,5 МКМ и длиной 2 мкм, которое содержит около 2 Х 2000 тонких и 1000 толстых белковых нитей. В левой части рис. 11.5 показано образование толстой нити из приблизительно 200 молекул миозина. Тонкая нить образуется путем ассоциации 2 X 175 мономеров глобулярного актина, 2 X 25 молекул тропомиозина и 2 X 25 звеньев трехкомпонентного белка тропонина. Нить актина представляет собой двойную спираль (разд. 5.1) с периодом идентичности от 360 [c.284]

Многие высокомолекулярные белки имеют спиральную структуру молекул (вторичная структура белка). Две спирали за счет образования многочисленных межмолекулярных водородных связей образуют двойную спираль. На один виток спирали приходится около четырех аминокислотных остатков (-КН-К-СО-) с различными по строению углеводородными радикалами К. Расстояние между витками спирали около 0,54 нм. Внутримолекулярная во дородная связь стабилизирует структуру каждой спирали. Структуру двойной спирали многих белков стабилизируют, кроме водородных связей, также дисульфидные связи 8-8, возникающие между соседними макромолекулами. Спирали белка могуг свтаться в клубок или образовывать нитевидные структуры — фибриллы. [c.43]

Необходимо указать, что конфигурация двойной спирали ДНК сильно меняется в зависимости от количественного содержания воды и ионной силы окружающей среды. Методами рентгеноструктурного анализа доказано существование по крайней мере 6 форм ДНК, названных А-, В-, С-, 0-, Е- и 2-формами. Конфигурация двух из них в простейшей форме представлена на рис. 3.1, б и в. Можно увидеть, что у А-формы наблюдается некоторое смещение пар оснований от оси молекулы к периферии, что отражается на размерах (2,8 нм—длина одного витка, в котором вместо 10 содержится 11 мононуклеотидов меняется расстояние между нуклеотидами и др.). Если А- и В-формы представляют собой правозакрученную двойную спираль, то 2-форма (зигзагообразная) ДНК имеет левозакрученную конфигурацию, в которой фосфодиэфирный остов располагается зигзагообразно вдоль оси молекулы. Параллельно фосфодиэфирному остову в структуре А- и В-форм ДНК имеются большая и малая бороздки (желобки) — сайты, где присоединяются белки, выполняющие, очевидно, регуляторные функции при экспрессии генов. В настоящее время есть основание считать, что между А- и В-формами ДНК осуществляются взаимные переходы при изменении концентрации соли и степени гидратации. В-форма ДНК больше всего подходит к модели Уотсона и Крика. В этих переходах, которые могут быть вызваны растворителями или белками, очевидно, заключен определенный биологический смысл. Предполагают, что в А-форме ДНК выполняет роль матрицы в процессе транскрипции (синтез РНК на молекуле ДНК), а в В-форме—роль матрицы в процессе репликации (синтез ДНК на молекуле ДНК). [c.110]

Функцию раскручивания (расплетения) двойной спирали ДНК в репликационной вилке, происходящего за счет энергии гидролиза АТФ, выполняет специфический гер-белок, названный хеликазой (мол. масса 300000). Образовавшиеся на определенное время одноцепочечные участки ДНК служат в качестве матрицы при репликации и стабилизируются при помощи особых белков, связывающихся с одноцепочечной ДНК (ДНК-связывающие белки) и препятствующих обратному комплементарному взаимодействию цепей ДНК (мол. масса 75600). В связи с этим их иногда называют дестабилизирующими двойную спираль белками. Имеются, кроме того, особые ферменты топоизомеразы (у прокариот одна из них названа ДНК-гиразой), которые играют особую роль в сверхспирализации, обеспечивая как репликацию, так и транскрипцию ДНК. Эти ферменты наделены способностью не только создавать супервитки, но и уничтожать суперспирализацию путем сшивания образующихся разрывов или разрезания ДНК. Наконец, открыты специальные ферменты, редактирующие ДНК, т.е. осуществляющие вырезание и удаление ошибочно включенных нуклеотидов или репарирующие повреждения ДНК, вызванные физическими или химическими факторами (рентгеновское излучение, УФ-лучи, химический мутагенез и др.). [c.480]

Молекула ДНК состоит из двух антипараллель-ных полинуклеотидных цепей, образующих двойную спираль. Их мономерной единицей является нуклеотид, который состоит из азотистого основания, дезоксирибозы и фосфатной группы. Соседние нуклеотиды в цепи связаны фосфодиэфирными связями, а цепи удерживаются вместе с помощью водородных связей, образующихся между комплементарными основаниями. При этом аденин образует водородные связи только с ТИМИНОМ, гуанин - только с цитозином. Процесс удвоения ДНК называется репликацией. В нем участвует множество различных белков, прежде всего ДНК-полимеразы. Каждая из цепей ДНК служит матрицей для синтеза комплементарной цепи. Комплемен-тарность оснований противоположных цепей гарантирует идентичность новосинтезирован-ной и исходной ДНК. [c.47]

С помощью этого метода была установлена а-спиральная структура двух глобулярных белков -- мйоглобина и гемоглобина (Дж. Кендрью, М. Перутц), витамина Ви и инсулина (Д. Ходжкин), двойная спираль ДНК (Ф. Крик, Дж. Уотсон, М. Уилкинс), структура фермента лизоцима и т. д. [c.512]

Z-Фopмa ДНК — наименее скрученная (12 пар оснований на виток). Она представляет собой левозакрученную двойную спираль, в которой фосфо-эфирный остов расположен зигзагообразно вдоль оси. 2-Форма обладает только одной бороздкой. Как известно, в бороздках ДНК регуляторные белки могут специфически взаимодействовать с определенными атомами нуклеиновых оснований, т. е. узнавать конкретные нуклеотидные последовательности без нарушения комплементарных взаимодействий в структуре двойной спирали. Тем самым регуляторные белки могут осуществлять контроль экспрессии ге- [c.181]

Элонгация синтеза осуществляется ДИК-полимеразами. В клетках эукариот известно три типа ДНК-полимераз а, р и -у- Предполагается, что репликацию основной клеточной ДНК осуществляет полимераза а, репарацию повреждений — полимераза р, а репликацию ДНК митохондрий полимераза у. Так же как и у прокариот, в репликативной вилке одна из цепей является ведущей (лидирующей), а другая — отстающей (запаздывающей) (рис. 234). Лидирующая цепь синтезируется непрерывно, тогда как запаздывающая — фрагментами Оказаки. Эти фрагменты также инициируются короткими РНК, которые синтезируются, по-видимому, РНК-поли-меразой 1. В распространении реп.1икативной вилкм принимают участие дестабилизирующие двойную спираль ДНК-связывающие белки. [c.411]

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]

В клетке ДНК связана с какими-то белками, в частности, с теми, которые раскрывают двойную спираль и расплетают в этих местах две нити. Но из-за расплетения среднее для всей молекулы значение 0 становится больше, чем для чистой ДНК, не связанной с белками. Поэтому, если ДНК все-таки не закручена в клетке в сверхспираль, то очистка ее от белков приведет к тому, что она обязательно перейдет в сверхсппрализованное состояние с отрицательным знаком. [c.92]

Однако сразу возникают вопросы. Разрешает ли структура ДНК существование таких резких изломов, какие должны возникнуть в двух вершинах креста Ведь нить ДНК обладает определенной жесткостью, не так просто сделать в ней резкий излом. В главе 3 мы уже обсуждали эту проблему в связи с укладкой ДНК в хромосомах. Двойная спираль — весьма жесткая штука, и для её изгибания в хромосомах существуют специальные белки (гистоны и другие). Правда, одиночная нить гораздо менее жесткая, так чго вообще изломы в одиночной цепи возможны. Но они требуют затрат энергии. Поэтому совершенно не ясно, зачем в ДНК будет возникать крест, если он может превратиться в регулярную двойную спираль. Но все это так в случае линейных молекул. А в сверхспирализованных [c.103]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология