Комплементарность оснований

Гибридизация нуклеиновых кислот, позволяющая с большой точностью выявить специфические нуклеотидные последовательности на основе их способности связывать комплементарные основания. [c.106]

Рис. 3. Комплементарность оснований во вторичной структуре дезоксирибонуклеиновой к-ты.

Несмотря на усилия многих талантливых исследователей, расчет скрученной конфигурации РНК, возникающей в результате спаривания комплементарных оснований, остается открытым вопросом. Имеются две принципиальные трудности. Область исследований астрономически огромна, и существующие в настоящее время критерии для установления того, когда структура является оптимальной , недостаточно селективны. [c.520]

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]

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]

Комплементарные основания в двойной спирали ДНК лежат в одной плоскости, причем эта плоскость практически перпендикулярна главной оси спирали. Соседние пары оснований в ДНК повернуты друг относительно друга на 36 [угол между прямыми, соединяющими СГ в соседних комплементарных парах (см. рис. 12)]. [c.22]

Транспортные и информационные РНК управляют биосинтезом белков. Как отмечалось выше, последовательность аминокислотных остатков в полипептидных цепях закодирована в ДНК. ДНК находится в ядре клетки. Однако пептидный синтез протекает вне ядра клетки в рибосомах. Это означает, что генетическая информация должна безошибочно передаваться от места ее хранения к месту синтеза. Для этого в ядре клетки на матрице ДНК при участии фермента РНК-полимеразы из рибонуклеозидфосфатов строятся информационные (матричные) РНК. На основе того факта, что спаренными друг с другом могут оказаться только комплементарные основания, информационная РНК содержит комплементарный код действующего как матрица тяжа ДНК. Таким путем информация транскрибируется [3.4.5]. Информационная РНК становится тем самым собственно матрицей для синтеза полипептидов, который протекает как второй этап процесса в рибосоме. Необходимые для этого а-аминокислоты могут попасть к матричной [c.666]

Рис. 3.8. Вторичная структура гипотетической молекулы РНК. Комплементарные основания соединены между собой водородными связями. Сахарофосфатный остов не изображен.

ПЦР-продукты каждой реакции денатурируют, быстро охлаждают и разделяют с помощью электрофореза. Благодаря внутрицепочечному спариванию комплементарных оснований и образованию других связей денатурированная одноцепочечная молекула ДНК принимает определенную трехмерную конформацию, зависящую от ее нуклеотидной последовательности. Вследствие комплементарности две цепи одной молекулы ДНК имеют разную нуклеотидную после- [c.467]

Между НК и АО может образоваться два типа комплексов. С жесткими спиральными участками молекул НК АО образует комплекс по типу интеркалирования . При этом мономерные молекулы АО вклиниваются между парами комплементарных оснований перпендикулярно главной оси спирали. Все это сопровождается смещением максимума поглощения мономеров красителя с 494 до 504 ммк. [c.122]

В дальнейшем X и У обозначают комплементарные основания, способные образовать друг с другом прочную уотсон-кри-ковскую пару. Качающиеся основания в З -положении кодона и 5 -положении антикодона выделены красным цветом. [c.951]

Если в матрицу, состоящую из пиримидинов poly (С), введено небольшое количество пуринов (например. А), так что в некоторых районах имеется чередование пуриновых звеньев и пиримидиновых, то такая матрица более эффективно чаправляет реакцию конденсации комплементарных оснований (добавлением ыо- [c.187]

Пользуясь представлением о спаривании комплементарных оснований, напищите комплементарную цепь нуклеиновой кислоты для цепи ТАТГЦЛ. [c.470]

Исходный специфический комплекс полимераза — промотор называют закрытым комплексом, так как считается, что основания в цеп ДНК остаются все еще спаренными. Постулируется, что закрытый комплекс находится в равновесии с открытым комплексом, готовым к началу синтеза мРНК переход закрытого комплекса сопровождается значительными конформационными изменениями [39, 40]. В открытом комплексе водородные связи между комплементарными основаниями ДНК-матрицы уже разрушены и основания матрицы доступны для спаривания с поступающими рибонуклеозидтрифосфатами. [c.207]

Данные, иолученные в последние годы, свидетельствуют, что в стабилизации бисии-ральной структуры основную роль играют гидрофобные взаимодействия между комплементарными основаниями, стыкующимися в центре двойной сиирали. Водородные связи, вероятнее всего, обеспечивают специфичность спаривания оснований. [c.109]

Если оставшийся нерасплетенным двухцепочечный фрагмент ДНК, состоящий из десятка или большего числа комплементарных нуклеотидов, все еще продолжает удерживать цепи от полного расхождения, то процесс денатурации может быть легко обращен. Это значит, что при приведении температуры и величины pH вновь к физиологическим значениям расплетенные участки двух цепей самопроизвольно сплетутся, образуя исходный дуплекс (отжиг, рис. 27-14). Однако если расхождение цепей полностью завершено, то ренатурация будет происходить в два этапа. Первый из них протекает сравнительно медленно, поскольку две цепи должны отыскать друг друга в ходе случайных столкновений и образовать короткие комплементарные участки двойной спирали. Второй этап осуществляется гораздо быстрее, так как остальные основания последовательно состыковываются и образуют пары комплементарных оснований. Затем две цепи застегиваются наподобие молнии, вновь образуя двойную спираль. [c.865]

В 1953 г. Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик, основываясь на данных рентгеностр тстурного анализа кристаллов ДНК, прищли к выводу, что нативная ДНК состоит из двух полимерных цепей, образующих двойную спираль (рис. 3.3). Навитые одна на другую полинуклеотидные цепи удерживаются вместе водородными связями, образующимися между комплементарными основаниями противоположных цепей (рис. 3.4). При этом аденин образует пару только с тими-ном, а гуанин - с цитозином. Пара оснований А-Т стабилизируется двумя водородными свя- [c.30]

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]

Направление цепей в двойной спирали по отношению к меж-нуклеотидным связям (фосфодиэфирным мостикам) взаимно противоположно, т.е. цепи антипараллельны. Если например, на приведённой выше формуле в верхней цепи фосфодиэфирные СВЯЗИ между А и G и далее принадлежат к типу 5 - 3 , то в нижней цепи связи между основаниями Т и С, комплементарными основаниям А и G, принадлежат к типу 3 ->5 Описанное выше строение ДНК установлено для так называемой В-формы ДНК, степень кристалличности которой была определена при влажности образца около 90 %. Считается, что такая форма характерна для ДНК, находящейся в растворе и in vivo. При снижении влажности препарата до 70 % В-форма переходит в более высококристаллическую А-форму, в которой пары оснований повёрнуты на 20° от плоскости, перпендикулярной оси спирали на один оборот спирали (период идентичности 2,8 нм) приходится 11 остатков нуклеотидов ширина двойной правосторонней спирали составляет 2,2 нм. Переход от В-фор-мы к А форме укорачивает цепь примерно на 25 %. Ешё одна вторичная структура, в которой может существовать ДНК, назьшастся С-формой, в ней шаг спирали составляет 3,3 нм, а на каждом витке спирали располагается 9 пар оснований. [c.117]

Этот метод заключается в том, что после лизиса клеток хозяина ДНК различных клонов, фиксированную например, на нитроцеллюлозном фильтре, после удаления сопутствующих белков подвергают термообработке, в ходе которой происходит отжиг — раскручивание двунитевых молекул и образование клубков однонитевых ДНК. То же самое продельшают с меченой ДНК-зондом. Если теперь обработать препаратом однонитевой ДНК-зонда раскрученные ДНК клонов при медленном охлаждении, то может произойти образование гибридных двунитевых молекул — гибридазация — и включение метки в фиксированный препарат ДНК. Для образования гибридных молекул достаточно комплементарности последовательностей обеих ДНК из 15-20 нуклеотидов. Вероятность случайного совпадения такого числа комплементарных оснований (или еще более длинных фрагментов ДНК) в неродственных молекулах ДНК ничтожна. Поэтому гибридизация является чрезвычайно селективным и надежным тестом на присутствие родственной молекулы ДНК. [c.106]

Водородные связи между комплементарными основаниями — )дин из видов взаимодействий, стабилизирующих двойную спи-)аль. Две цепи ДНК, образующие двойную спираль, не идентич- Ы, но комплементарны между собой. Это означает, что первич- ая структура, т.е. нуклеотидная последовательность, одной 1епи предопределяет первичную структуру второй цепи (рис. 3.6). [c.445]

Площади, занимаемые парами комплементарных оснований, приблизительно динаковы. Их плоскости расположены внутри двойной спирали перпендику-1ярно ее общей оси. Расстояние между плоскостями оснований по вертикали рав-10 0,34 нм. На каждый виток спирали приходится 10 пар оснований. [c.445]

Рис. 30-7. Метилирование гуанина (енольная форма) с помощью активного метилирующего агента. В результате метилирования изменяется способность гуанина к правильному спариванию с комплементарным основанием, что приводит к возникновению ошибочной пары оснований.

Комплементарность оснований лежит в основе закономерностей, которым одчиняется нуклеотидный состав ДНК, сформулированных Э. Чаргаффом (пра-ила Чаргаффа) [c.445]

Для удаления ошибок репликации, неизбежных в процессе матричного синтеза таких огромных биополимеров, какими являются ДНК, существует специальная система ферментов репарации. Например, сопутствующие репликации одноцепочечные разрывы восстанавливаются при помощи ДНК-поли-меразы I и ДНК-лигазы. ДНК-полимераза I, будучи 3 -5 -экзонуклеазой, проверяет правильность присоединения нуклеотидов вновь образованной нити ДНК к нуклеотидам матрицы и гидролизует концевой нуклеотид, если его основание не комплементарно основанию матричной цепи. ДНК-полимераза Ш, также обладающая нуклеазной активностью, будет добавлять нуклеотиды только в том случае, если предыдущее основание дочерней цепи комплементарно связано с соответствующим основанием матричной цепи. Таким образом, осуществляется репарация неправильного спаривания нуклеотидов и контролируется корректность синтеза ДНК. Наиболее полно изучены повреждения, возникающие в клетках под действием ультрафиолетового облучения. Оно вызывает, в частности, взаимодействие двух соседних пиримидиновых оснований, чаще всего тиминов. При этом образуется тиминовый димер, блокирующий действие ДНК-полимеразы ПГ. [c.453]

Информация, заложенная в ДНК и РНК, реализуется в процессе синтеза белка. Механизмы передачи информации от ДНК на РНК понятны и очевидны, так как цепь нуклеотидов характерна для обеих структур, а матричный синтез предусматривает полную идентичность их последовательностей. Но каким же образом передается информация от РНК, содержащей всего четыре нуклеотида, на белок, содержащий 20 различных аминоьсислот Если бы каждый нуклеотид передавал информацию на синтез одной аминокислоты, то всего кодировалось бы 4 аминокислоты. Не может код состоять из двух нуклеотидов, так как в этом случае можно было бы охватить не более 16 аминокислот (4 = 16). Работами М. Ниренберга и соавторов было установлено, что для кодирования одной аминокислоты требуется не менее трех последовательно расположенных нуклеотидов, называемых триплетами или кодонами. При этом между отдельными кодонами нет промежутков, и информация записана слитно, без знаков препинания. Число сочетаний 4 дает основание полагать, что 20 аминокислот кодируются 64 кодонами. Экспериментально установлено, что таких кодонов меньше, всего 61. Оставшиеся три кодона не несут в себе информации, однако два из них используются в качестве сигналов терминации. Выявлена также интересная особенность взаимодействия кодона с антикодоном. Оказалось, что первое и второе азотистые основания кодона образуют более прочные связи с комплементарными основаниями антикодона. Что же касается третьего основания, то эта связь менее прочная, более того, основание кодона может спариваться с другим, не комплементарным основанием антикодона. Этот феномен называют механизмом неоднозначного соответствия или качания. В соответствии с этим урацил антикодона может взаимодействовать не только с аденином, но и с гуанином кодона. Гуанин антикодона способен связываться не только с цитозином, но и с урацилом кодона. Это указывает на возможность нескольких кодонов кодировать одну и ту же аминокислоту. И действительно, было установлено, что ряд аминокислот кодируется двумя и более антикодонами (табл. 29.1). Из таблицы видно, что только две аминокислоты — метионин и триптофан — кодируются при помощи одного кодона. Число кодонов для остальных аминокислот варьирует от двух (для аргинина, цистеина и др.) до шести (для лейцина и серина). Тот факт, что одной и той же аминокислоте соответствует несколько кодонов, называется вырожденностью [c.462]

В основе алкилирования НК лежат такие реакции как депури-низацня с разрывом сахарно-фосфатной цепи в ДНК, взаимодействие алкилирующих агентов с адениловой, цитидиловой и тими-диловой кислотами с последующей утратой способности алкилированных А, Ц и Т спариваться с комплементарными основаниями, взаимодействие с фосфатными группами НК, взаимодействие двух функциональных групп алкилирующего агента с нуклеофильными группами НК Так, например, в случае удаления гуанина из ДНК под влиянием какого-либо алкилирующего агента могут обнаружиться различные варианты изменений восстановление исходной пары Г Ц, ее выпадение, перекрестная замена Г = Ц на Т = А или на Ц = Г, простая замена Г Ц на А = Т [c.221]

Катц и Пенман [27] наблюдали чрезвычайно большой сдвиг резонансного сигнала NH-группы гуанозина в слабое поле и уменьшение экранирования протонов NH2-rpynn гуанозина и цити-дина, если два этих соединения смешать в с б-ДМСО. На рис. 15.5 [8, 27] показаны спектры протонного резонанса отдельных нуклеозидов и их смесей в молярном соотношении 1 1. Однако для другой пары комплементарных оснований — аденозина и уридина — в спектрах ПМР не обнаруживается такого взаимодействия. Это согласуется с тем известным фактом, что основания этой пары значительно слабее связываются друг с другом [28]. [c.414]

Т. о., разные типы РНК являются орудиями, осу-ществляюш ими матричный набор аминокислотной последовательности в белковой цепи. Точность набора зависит от связи кодон — антикодон, т. е. в конечном счете определяется принципом комплементарности оснований. [c.196]

Рис. 4-4. Водородные связи, играющие важную роль в биологических системах, могут соединять два комплементарных основания, расположенные в разных цепях ДНК А), гидроксильную группу спирта и молекулу воды (Б), карбонильную группу кетона и молекулу воды (В), две по-липептидные цепи (Г)-

На основании рентгеноструктурного анализа волокон ДНК и принципа ком-плементарности оснований в ДНК Уотсон и Крик пришли к заключению, что нативная ДНК состоит из двух антипараллельных цепей, скрученных в двойную спираль. Комплементарные основания А—Т и G—С образуют с помощью водородных связей пары внутри спирали, а гидрофильный сахарофосфатный остов располагается с наружной стороны макромолекулы. Пары оснований плотно уложены в стопку перпевдику-лярно длинной оси на расстоянии [c.890]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология