Вязкость нуклеиновых кислот

Согласно поставленным опытам, уменьшение структурной вязкости, наступающее при облучении, может быть вызвано расщеплением связей нуклеиновая кислота — белок, а не деструкцией нуклеиновой кислоты. К раствору, структурная вязкость которого уменьшилась при облучении, добавляли хлористый натрий (Ш), чтобы отделить нуклеиновую кислоту от белка. Измеряли вязкость, относительно которой предполагалось, что она в этих условиях является внутренней вязкостью нуклеиновой кислоты, и нашли, что она такая же, как и вязкость необлученного материала, обработанного таким же образом [В61, К18]. Если бы предположения относительно роли хлористого натрия были правильными, то описанные опыты должны были бы доказывать, что убыль структурной вязкости вызвана не деструкцией нуклеиновой кислоты, а разрывом связей между нуклеиновой кислотой и белком. Этим можно также объяснить, почему облученные нуклеопротеины не набухают в воде так легко, как необлученный материал [К18, С95], и почему трипсин быстрее [c.281]

I — вязкость нуклеиновых кислот головного мозга 2 — фракционированное осаждение ДНК головного мозга ТХУ нз раствора в 1 н. КОН 3 — фракционированное осаждение ДНК костного мозга ТХУ из раствора в 1 н. КОН [c.51]

Многие красители, связывающиеся с нуклеиновыми кислотами, флуоресцируют при облучении УФ-светом. Такие красители, как бромистый этидий, обладают плоской группой, которая может свободно вращаться, если краситель находится в растворе. Если же краситель связан с ДНК, то вращение этой группы оказывается заторможенным. В результате этого флуоресценция таких красителей в связанном с нуклеиновой кислотой состоянии оказывается гораздо выше, чем в растворе с низкой вязкостью. Нуклеиновая кислота может поглощать ультрафиолетовый свет эта энергия передастся на краситель, а затем высветится в виде флуоресценции. [c.112]

В результате ионного обмена изменяются как свойства растворов, так и свойства полиэлектролита. Последнее очень важно при исследовании биополимеров. Например, замена противоионов в нуклеиновых кислотах приводит к изменению температуры денатурации, вязкости растворов и т. д. [c.213]

Согласно той же формуле (18.4) коэффициент диффузии обратно пропорционален вязкости растворителя. Поэтому особенно высокого качества разделения удается достигнуть, проводя электрофорез в гелях, вязкость которых чрезвычайно высока. Для разделения белков и нуклеиновых кислот наиболее широко используются полиакриламидные гели (см. 8.5). С помощью электрофореза в таких гелях удается в один прием разделить десятки компонентов. В качестве иллюстрации на рис. 91 приведен результат разделения смеси фрагментов нуклеиновой кислоты разной длины от 40 до 72 нуклеотидных звеньев. Электрофорезу подвергались фрагменты, меченые радиоактивным фосфором После завершения разде- [c.331]

Фракционирование белков, нуклеиновых кислот и других макромолекул при центрифугировании в градиенте плотности сахарозы основано на различии в скорости седиментации молекул, пропорциональной их молекулярной массе. Фракции РНК, обладающие различной молекулярной массой, после центрифугирования распределяются в линейном градиенте концентрации сахарозы при этом благодаря значительной вязкости растворов сахарозы улучшается разделение и уменьшается возможность смешивания различных фракций. [c.172]

Среди многочисленных вешеств, встречающихся в природе, резко выделяется группа соединений, отличающихся от других особыми физическими свойствами, высокой вязкостью растворов, способностью образовывать волокна, пленки и т. д. К этим веществам относятся целлюлоза, лигнин, пентозаны, крахмал, белки и нуклеиновые кислоты, широко распространенные в растительном и животном мире, где они образуются в результате жизнедеятельности организмов. [c.5]

Несмотря ка многие работы и накопление многочисленных фактов, наши знания о действии излучений на нуклеиновые кислоты далеко не являются удовлетворительными. Мы не понимаем сущности последействия и не имеем достаточно надежного количественного критерия для оценки снижения молекулярного веса. Несколько определений методом светорассеяния заполнили бы этот серьезный пробел однако большая доступность измерений вязкости делает этот путь слишком заманчивым, хотя измерения вязкости и дают только качественные данные и плохо воспроизводятся. [c.258]

Коэффициент седиментации обратно пропорционален вязкости растворителя. Так как вязкость жидкостей си.льио зависит от температуры и давления, то коэффициент седиментации принято приводить к 20° С и атмосферному давлению (в кювете центрифуги развивается давление до 300 атм.). Исправленная таким образом величина 2о носит название константы седиментации полимера и измеряется в секундах, однако в качестве более удобной единицы принят 1 сведберг, равный 10 сек. Ясно, что только у монодисперсного полимера может быть строго определенная константа седиментации (подобные полимеры мы встречаем в живой природе — это белки и нуклеиновые кислоты). У обычных полимеров мы должны наблюдать статистические распределения по константам седиментации, характеризуемые функциями распределения — численной [c.125]

Изучением оптических свойств и вязкости растворов дезоксирибонуклеиновой кислоты, а также наблюдениями с помощью электронного микроскопа установлено, что молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты представляет собой длинную нить. Отдельные нуклеотиды, входящие в состав нуклеиновых кислот, соединяясь между собой, образуют длинную цепную молекулу, в которой отдельные нуклеотиды связываются между собой остатками фосфорной кислоты у 3-го и 5-го атомов дезоксирибозы. [c.562]

Следует отметить, что большинство данных по возбужденным состояниям нуклеотидов и нуклеиновых кислот получено при низких температурах, когда влиянием природы растворителя или вязкости среды можно пренебречь. В растворах при комнатной температуре влияние растворителя и ряд других факторов могут существенно менять свойства молекулы в возбужденном состоянии и сам характер заселения возбужденных уровней. В еще большей степени это относится к биологическим системам. Поэтому, исполь- [c.626]

Книга представляет собой руководство по биофизической химии, в котором кратко и вместе с тем доступно изложены принципы и методы физических и физико-химических исследований биологических макромолекул (белков, нуклеиновых кислот и нуклеопротеидов). В ней приведены сведения о самых разнообразных свойствах этих веществ (осмотическое давление, светорассеяние, вязкость, пространственная структура и т. п.). [c.4]

Важнейшими полисахаридами являются крахмал, гликоген и целлюлоза. Крахмал служит для накопления энергии в растениях такую же роль играет второй полисахарид — гликоген — в организме животных. Из целлюлозы построены опорные элементы растений. Во всех полисахаридах повторяющейся единицей цепей является D-глюкоза. Но для каждого из них характерна своя собственная сложная стереохимия, обусловленная характером связи между цепями. У полимеров с разветвленной цепью, например у гликогена и у амилопектина (структурного элемента крахмала), вязкость ниже, чем, скажем, у амилозы, имеющей тот же молекулярный вес, но неразветвленную цепь. Полисахариды обладают свойством связывать воду за счет водородных связей, образуемых их многочисленными ОН-груп-пами, и, кроме того, часто бывают связаны с липидами, белками и нуклеиновыми кислотами. [c.19]

Перекись водорода может уменьшать вязкость некоторых образцов нуклеиновой кислоты [В 137], но не [c.278]

Наиболее правдоподобное объяснение последействия заключается в том, что оно вызвано медленным разложением ацилфосфатов, образуемых при облучении. Эту гипотезу можно было бы проверить, если бы удалось показать, что ацилфосфат-ные группы действительно присутствуют в облученных нуклеиновых кислотах и распадаются, когда уменьшается вязкость. Хотя с этой целью и были проведены эксперименты, они до сих пор не дали окончательных результатов [D26], [c.280]

ТИПИЧНО — очевидно, эти группы были замаскированы, если только нуклеиновая кислота не денатурировалась при этом из-за чрезмерно кислых или щелочных условий. Поэтому была выдвинута идея о наличии водородных связей между этими группами пуриновых и пиримидиновых оснований [130], а ДНК предложили рассматривать как агрегаты полинуклеотидных цепей [131[, соединенных такими водородными связями. В соответствии с этим изменение вязкости (и двойного лучепреломления в потоке) с изменением pH говорило о дезагрегации тяжей на более мелкие субъединицы в пределах значений pH <5,6 и > 10,9, непосредственно связанных с освобождением аминогрупп и групп — ЫН — СО —. При этих предельных значениях pH вязкость резко падала до очень низких величин по сравнению с теми, которые наблюдались для нейтральных растворов ДНК- [c.554]

При увеличении длины цепи олигонуклеотида гипохромизм быстро достигает предельного значения. Некоторый предел имеется также и для более высоких уровней спирализации структур за счет образования водородных связей, при котором значительное уменьшение молекулярного веса (на основании измерения вязкости) нативных нуклеиновых кислот при ферментативном гидролизе или разрушении ультразвуком уже может не сказываться на вели- [c.634]

Кузин А. М., Будилова Е. В., Об изменении стр>т<турной вязкости нуклеиновых кислот мозга и селезенки под влиянием ионизирующей радиации, Труды Института биофизики АН СССР, 1, 79—83 (1955). [c.277]

Другие данные о вторичной структуре ДНК. Для нуклеиновых кислот, так же как и для фибриллярных белков, рентгеноструктурный анализ дает по сравнению с другими методами наиболее определеяную информацию о структуре, но эта информация относится лишь к упорядоченным областям волокон Поэтому при исследовании волокон рентгенографические данные не позволяют определять такие параметры структуры, как общая форма молекул и молекулярный вес. Для получения дополнительной информации, касающейся молекулярного веса и формы молекул в растворе, применяются другие физические методы исследования. Здесь можно напомнить, например, об измерениях вязкости нуклеиновых кислот, о которых шла речь в разд. 1 гл. XI. [c.316]

Структурная вязкость нуклеиновых кислот может уменьшаться в течение многих часов после прекращения облучения [ТЮ, Т11, W19]. В настоящее время после преодоления значительных затруднений методического характера установлено влияние кислорода на это последействие. Если измерение вязкости облученного раствора производили непосредственно, т. е. без его предварительного разбавления, то оказывалось, что последействие существует независимо от того, как облучался раствор — в присутствии кислорода или в его отсутствие. Последействие в насыщенных воздухом растворах было примерно-в три раза больше, чем в растворах, не содержащих воздуха [С 122, С123, D22, D26]. [c.276]

Денатурация нуклеиновых кислот сводится к разрушению двойной спирали (ДНК) илп двуспиральных участков (РНК). Нагревание раствора нативной ДНК вызывает разделение двойной спиралп па две цени, сворачивающиеся в статистические клубки, Нри этом значительно уменьшаются вязкость и оптическая активность, исчезает гипохромизм, т. е. возрастает интенсивность поглощения в области 260 нлг. Разделение на две цепи непосредственно доказывается центрифугированием ДНК, содержащей N, в градиенте плотности s l (ср. с. 82). Клетки Е. сой, выращенные в среде, содержащей i, переносились в среду с обычным N. При делении клеток образовывались редуплицированные двойные спирали, в которых одна цепь содержала N, другая — N. До денатурации наблюдался один пик плотности 1,717 г/см отвечающий двойным спиралям N — N. После денатурации появляются два пика — 1,740 и 1,724 г/см , отвечающие одноиптчатым клубкам соответственно с и., с 4, Плотность повышается, так как клубки более компактны, чем спираль. М. м. ДНК уменьшается при денатурации вдвое. Образование клубков наблюдается в электронном микроскопе. [c.233]

Для получения аэрогелей полимеров в качестве объектов были выбраны аморфные стеклообразные полимеры — блочный полистирол с температурой стеклования около 85° и молекулярным весом, определенным по характеристической вязкости, порядка 2 10 и циклолинейный полифенилсилоксан, имеющий температуру стеклования выше 300° и молекулярный вес порядка 5 10 . Оба эти полимера хорошо растворимы в бензоле. Полифенилсилоксан является весьма оригинальным и необычным полимером (рис. 2) [3]. Молекулы его имеют спиралевидную форму и состоят из двух полисилоксановых цепей, сшитых полиси-локсановыми связями и обрамленных фенильными радикалами. Такая форма Молекул приводит к их ожестчению и является основным фактором, определяющим возможность получения из этого полимера аэрогелей. Полифенилсилоксан прекрасно моделирует двойную цепочечную структуру нуклеиновых кислот молекулы его в растворе в отличие от остальных силоксановых полимеров не сворачиваются в глобулы, а имеют форму палочек. [c.614]

Глегг и Кертец [21] нашли, что как целлюлоза, так и пектин (см. ниже) после -облучения проявляют последействие. Образцы сушили в вакууме над пятиокисью фосфора и облучали в заполненных воздухом сосудах дозами 0,1—2 мегафэр. Сразу по окончании облучения и с определенными интервалами в течение 29 дней после этого замеряли характеристическую вязкость растворов. Наблюдалось определенное снижение вязкости, причем оно было больше у целлюлозы и достигало 106% от первичного эффекта. Последействие отмечалось только у наиболее тщательно высушенных образцов. Небольшого количества влаги было достаточно, чтобы предотвратить этот эффект. Наблюдалось подобное же последействие при инактивации белков и деструкции нуклеиновых кислот в растворе. Оно будет обсуждено ниже в разделах на стр. 219 и 245, но приведенные эксперименты являются, по-видимому, первыми, показавшими последействие для полисахаридов и вообще полимеров в сухом состоянии. [c.211]

Измерения вязкости проводили почти исключительно с целью изучения действия облучения на водные растворы дезомсирибо-нуклеиновой кислоты. Действие облучения на вязкость было очень значительным, особенно, если измерения проводили при низкой скорости сдвига, Тиксотропный гелеобразный характер растворов этой кислоты значительно уменьшается даже при таких малых дозах, как 5600 р[124]. При высоких скоростях сдвига действие облучения уменьшается, но еще легко измеримо. Гель дезоксирибонуклеопротеида также очень чувствителен к облучению даже такие небольшие дозы, как 250 р, вызывают значительное снижение структурной вязкости [125, 126], Если гель дезоксирибонуклеопротеида приготовлен на 0,1 М растворе хлористого натрия, белок и дезоксирибонуклеиновая кислота диссоциируют в это же самое время ионное отталкивание вдоль цепочки нуклеопротеида уменьшается вследствие увеличения ионной силы, В результате спираль кислоты сокращается в размерах, межмолекулярное взаимодействие уменьшается и вязкость резко падает, стремясь к обычной характеристической вязкости. Рентгеновские лучи в дозах, которые резко снижают структурную вязкость, обладают крайне незначительным действием на характеристическую вязкость [126], [c.253]

Как показывают эти наблюдения, само уменьшение вязкости еще не является доказательством, что разрывы цепочки полимера являются основной реакцией эту точку зрения мы настойчиво подчеркивали выше. Однако имеются и другие доказательства, подтверждающие, что действие Ионизирующего излучения на нуклеиновые кислоты вызывает их деградацию. Спарроу и Розенфельд [127] показали, что рентгеновские лучи снижают двойное лучепреломление в потоке дезоксирибонуклеогистоиа зобной железы и свободной дезоксирибонуклеиновой кислоты. Измерения констант седиментации и диффузии облученных нуклеиновых кислот [124, 129, 139] также показали, что происходит деградация, при которой образуются недиализуемые с )раг-менты [144], молекулярный вес которых колеблется в широки.х пределах. [c.257]

Показано [145—150], что, кроме перечисленных химических изменений, при облучении происходит дезаминирование, выделение неорганического фосфата и свободных пуриновых оснований, увеличение азота аминогрупп по Ван-Сляйку, увеличение титруемой кислотности и уменьшение поглощения в ультрафиолетовом свете при 260 личк. При облучении свободных оснований [146] отмечены многие из этих явлении и обнар5"жено еще более резкое уменьщение поглощения в ультрафиолетовом свете. Ясно, что многие из этих изменений влияют на физические свойства дезоксирибонуклеиновой кислоты и особенно на структурную вязкость. Очень слабое дезаминирование, даже без разрывов цепочки кислоты, уже может быть, например, достаточным, чтобы вызвать генную мутацию. Биологические эффекты изменений нуклеиновых кислот при действии излучения не следует объяснять исключительно разрывами цепочек, образованием мостиков или другими коренными изменениями структуры полимера. [c.258]

Полиамфолиты содержат как кислотные, так и основные группы, к-рые могут иметь различную силу. Простейшие полиамфолиты — сополимеры непредельных органич. к-т и оснований, напр, сополимер мета-криловой к-ты и 4-винилпиридина, Суммарный заряд полиамфолитов при изменении pH р-ра меняет знак. Значение pH, при к-ром средний суммарный заряд макромолекул полиамфолита равен нулю, называется и 3 о э л е к т р и ч е с к о й точкой (р1). В этой точке свойства полиамфолитов претерпевают существенные изменения, например снижается их растворимость, сильно надает вязкость р-ров. Полиамфолитами являются важнейшие биополимеры — белки и нуклеиновые кислоты. [c.45]

Нуклеиновые кислоты. Исключительное биологическое значение нуклеиновых кислот предопределило интерес к изучению особенностей их радиационно-химического поведения. На первоначальном этапе исследований основным критерием изменений, происходящих в нуклеиновых кислотах при действии ионизирующего излучения, служило уменьшение структурной вязкости водных растворов, связанное с разрывом межнуклеотидных связей. В случае облучения в присутствии кислорода наблюдался эффект последействия — вязкость раствора продолжала уменьшаться в течение некоторого периода после прекращения действия излучения. В облученных растворах нуклеиноц,ых кислот был обнаружен неорганический фосфат. [c.216]

Первой ступенью расщепления нуклеиновых кислот в кишечнике следует признать распад их под влиянием поляну к леотидаз (нук-леиназ). Полинуклеотидазы вызывают вначале деполимеризацию нуклеиновых кислот (о чем можно, например, судить по уменьшению вязкости раствора), а затем гидролитический распад, который приводит к образованию мононуклеотидов. [c.357]

Для монодисперсных систем, т. е. для систем, содержащих только одинаковые молекулы, все три значения молекулярного веса совпадают. Что касается полидисперспых систем, то степень их полидисперсности характеризуется величиной отношения МБольшое удобство для химии нуклеиновых кислот представляет то обстоятельство, что вирусы могут служить источником строго тождественных макромолекул с высоким молекулярным весом. Как мы уже знаем, в белковой химии и в других областях химии полимеров величину М можно определять па основании измерения константы седиментации 5 в сочетании с данными относительно формы молекул. Другой метод состоит в измерении вязкости [т]] молекулярный вес рассчитывают при этом, пользуясь уравнением Шераги и Манделькерна [c.141]

Эффекты, вызываемые облучением нуклеиновых кислот в сухом или слегка влажном состоянии, весьма сходны с эффектами, вызываемыми облучением в водном растворе, несмотря на различный механизм. Разрываются фосфорноэфирные связи [L49], что приводит к уменьшению молекулярного веса, которое можно проследить по измерениям вязкости [К43, L49], измерению константы седиментации [К43, S62] и светорассеянию [А19]. Вследствие двойной спиральной структуры ДНК молекулярный вес может уменьшаться только тогда, когда два разрыва происходят почти один напротив другого. На разрыв водородной связи при облучении указывает тот факт, что для водного раствора облученного материала оптическая плотность вблизи 260 ммк выше, чем для необлученного [548]. При растворении облученной нуклеиновой кислоты в разбавленном соляном растворе она образует гель, а не прозрачный раствор [548] это показывает, что имевшаяся исходная структура утрачена, но существует тенденция к агрегированию путем образования новых водородных связей. В опытах с ультрацентрифугированием также отмечалась агрегация [562]. [c.280]

Молекулярный вес нуклеиновых кислот можно определить рядом методов, такими, как седиментация в ультрацентрифуге, диффузия, характеристическая вязкость и светорассеяние [162]. Как константы седиментации, так и константы диффузии варьируют с изменением концентрации, и если принять во внимание несомненную гетерогенность 163, 1641 многих препаратов нуклеиновых кислот, то точное реальное значение их молекулярного веса удается определить довольно редко. Для дезоксирибонуклеиновых кислот с высоким молекулярным весом седиментационные и вискозиметри-ческие измерения дают результаты примерно в 2—3 раза более высокие, чем значения, полученные методом светорассеяния, возможно, вследствие неприменимости теории светорассеяния к очень длинным палочкообразным молекулам [165]. Типичными величинами молекулярного веса дезоксирибонуклеиновых кислот являются 4-10 —8-10 , хотя в отдельных случаях были получены значительно более высокие значения. Действительно, результаты радиоавтогра-фических измерений минимальной длины ДНК, выделенной из клеток Е. соИ, лизирующихся в чрезвычайно мягких условиях, указывают на то, что образец представляет собой комплекс длиной примерно 400 х, что соответствует молекулярному весу 10 и более [400]. [c.558]

Несмотря на то что область температурного перехода для ДНК относительно узкая, она все же шире, чем можно было бы ожидать для длинной идеально уложенной спиральной структуры. Внутри этой области с помощью метода электронной микроскопии удалось обнаружить только полностью денатурированные или совершенно нативные структуры [239]. И вновь внутри этой области понижение вязкости быстро достигает предельного значения, а дальнейшее понижение вязкости происходит только при повышении температуры, что указывает на существование известного распределения специфических температур денатурации. Вполне обоснованное объяснение этого заключается в том, что вклад двух типов пар оснований в стабильность спирали различен. В таком случае тепловая денатурация должна была бы зависеть от относительного состава либо всей двуспиральной структуры, либо ее отдельных больщих участков. Показано, что температуры плавления (т. е. точки перегиба на кривых зависимости оптической плотности от температуры), определенные в стандартных условиях (0,15 М хлористого натрия в 0,015 М цитрата натрия) для большого числа дезоксирибонуклеиновых кислот, различающихся по составу оснований, прямо пропорциональны содержанию гуанина и цитозина в нуклеиновой кислоте (рис. 8-20) [240]. Линейная зависимость температур плавления от содержания гуаиин-цитозиновых иар исключительно точна, и поэтому измерение этих температур может быть использовано для определения нуклеотидного состава данной ДНК [241, [c.574]

За исключением влияния молекулярного веса иа вязкость, седиментацию и связанные с ними физические свойства [347—349[, транспортные рибонуклеиновые кислоты по своему поведению сходны с микросомальиыми нуклеиновыми кислотами (рис. 8-34), хотя их нуклеотидный состав совершенно различен. Изменения коэффициента экстинкции и оптического врашения с изменением температуры вновь указывают на суш,ествование структуры, связанной водородными связями [344, 349, 352], и это подтверждается низкой скоростью реакции с формальдегидом [349[. То, что их структура несколько более стабильна и более упорядочена, чем у микросомальных РНК, видно из того факта, что они имеют более высокую температуру плавления и характеризуются более резким подъемом температурной кривой (т. пл. примерно 60 в 0,1 М растворе хлористого натрия, причем возрастание оптической плотности начинается с 40 ). Повышение или понижение ионной силы увеличивает или уменьшает температуру плавления, а мочевина в высокой концентрации заметно влияет на оптическое поглощение даже при комнатной температуре, что обусловлено понижением температуры плавления [349[. Увеличение оптического поглощения в бессолевом растворе фактически достигает того же значения, что и при максимальной температуре (24%). Эти изменения вновь полностью обратимы, и действительно, при нагревании до 70° при pH 6,8 ((X = 0,2) РНК не теряет своей биологической активности [344]. Хотя остаточным гипохромизмом зачастую можно пренебречь, особенно в случае ДНК, можно заметить, что в случае растворимой РНК из печени крысы [351 [ структурный (после нагревания или прибавления 6 М мочевины) гиперхромизм составляет приблизительно 21%, а гиперхромизм при щелочном гидролизе равен 49%. Это показывает, что и в отсутствие вторичной структуры с ее водородными связями значительная часть оснований остается в таком состоянии, что их плоскости параллельны. (Ср. с соответствующими данными для рибосомальной РНК из Е. oli.) [c.622]