Нуклеиновые кислоты оптические свойства

Пространственное строение решающим образом влияет на свойства и биологические функции органических веществ, участвующих в процессах жизнедеятельности. Большинство таких веществ оптически активны и встречаются в природе обычно в одной из антиподных форм это относится к белкам и образующим их аминокислотам, нуклеиновым кислотам, сахарам, стероидным гормонам, природным оксикислотам, ферментам, витаминам и др. Свойства природного каучука тесно связаны с определенной геометрической конфигурацией его полимерной цепи. Еще большее значение имеет в рассматриваемой области конформация, в особенности если речь идет о таких полимерах, как белки и нуклеиновые кислоты. Ни один вопрос биохимии не может быть решен на современном уровне без тщательного учета стереохимических факторов. [c.623]

Физико-химические свойства нуклеиновых кислот. Электрические, оптические и маг-ни--ные свойства нуклеиновых кислот и их компонентов, пер. с англ., М., 1976. [c.534]

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]

Обзорные работы, посвященные спектроскопической технике, включают такие методы, как ИК- [Ю, 12— 4], Раман- [10, 13, 14], УФ-спектроскопию [8, 10, 12—14, 37], дисперсию оптического вращения [10, 12, 14], круговой дихроизм [10, 13, 36, 37], ЯМР [12, 14, 36, 37], ядерный квадрупольный резонанс [14] и ЭПР [13]. Исследования других электронных свойств нуклеозидов, таких как распределение зарядов и константы ионизации [12], также рассмотрены в обзорах. Помимо методов УФ- и ЯМР-спектроскопии наиболее широко используемым методом идентификации нуклеозидов является масс-спектрометрия. Техника исследования обобщена в [10, 12, зе, 39], некоторые более поздние усовершенствования, особенно удобные для получения спектров малых количеств нелетучих лабильных веществ, описаны в [34, 40]. Изучены также термодинамические свойства нуклеозидов, что может быть полезно для понимания -взаимодействия компонентов нуклеиновых кислот друг с другом [14]. [c.76]

Среди характерных физико-химических свойств нуклеиновых кислот (и их растворов) следует выделить самые главные кислотно-оснбвные свойства, хелатирующую способность, способность к денатурации, оптические, коллоидные, осмотические свойства и высокую вязкость растворов. Кроме того, нуклеиновые кислоты в среде живой клетки могут находиться в жидкокристаллическом состоянии, что является крайне важным при описании их биохимических свойств. [c.281]

Оптическая активность белков, полисахаридов и нуклеиновых кислот обусловлена их оптически активными компонентами — аминокислотами и сахарами, а также асимметрией их вторичной структуры, имеющей форму право- или левовинтовых спиралей. Денатурированный белок имеет конформацию беспорядочного клубка и поэтому дает оптическое вращение, отличное от того, которое дает соответствующий нативный белок, содержащий спиральные участки. Оптическое вращение растворов амилопектина, имеющего в основном неспиральное строение, отличается от оптического вращения свежеприготовленной спиральной амилозы, если проводить сравнение в пересчете на один и тот же вес глюкозы. Изменения во вторичной структуре макромолекул удается регистрировать путем измерения удельного вращения не только по всему спектру, но и при одной длине волны. Уже с давних пор известно, что белок по мере денатурации приобретает все более и более отрицательное удельное вращение. Величины [а]п для полностью денатурированных белков и беспорядочно свернутых полипептидов лелсат в интервале от —90 до —125°, тогда как удельное вращение белков в нативном состоянии составляет - -100° и больше. Изменения конформации белков, обусловленные изменением pH, также отражаются на величине удельного вращения. Все эти свойства белковых растворов известны по наблюдениям их удельного вращения при одной длине волны — как правило, при длине волны D-линии натрия. [c.435]

Переход от упорядоченной к неупорядоченной структуре ДНК часто называют переходом спираль — клубок, хотя столь же часто применяется термин денатурация . При переходах спираль — клубок обычно отмечают изменения в каких-нибудь физических свойствах молекулы, например характеристической вязкости, оптической плотности, коэффициента седиментации и т. д. Обычно переход спираль — клубок происходит при нагревании, при изменении pH и концентрации солей, а также под действием химических денатурирующих агентов, таких, как мочевина и хлоргидрат гуанидина для белков и формамид, формальдегид и этиленгликоль для нуклеиновых кислот (рис. Ы1). Температу- [c.21]

Переходим теперь к рассмотрению макромолекулярных свойств ДНК, которые можно изучать, во-первых, измеряя оптические свойства растворов — экстинкцию в полосе поглощения вблизи 2600 А и оптическую активность нуклеиновой кислоты, во-вторых, изучая гидродинамические свойства макромолекул константу седиментации в ультрацентрифуге и характеристическую вязкость, в третьих, измеряя рассеяние света под разными углами, что дает наиболее точный метод измерения молекулярных весов ДНК и молекулярных размеров. [c.210]

Гипохромизм. Качественно охарактеризовать способность нуклеиновой кислоты поглощать свет можно исходя из спектров поглощения входящих в нее нуклеотидов. Важное значение, однако, имеет тот факт, что истинное поглощение нуклеиновой кислоты в ультрафиолетовой области спектра всегда меньше, чем можно было бы ожидать на основе простого суммирования поглощения отдельных нуклеотидных хромофоров. Это явление носит название гипохромизма. Ниже указаны некоторые общие оптические свойства нуклеиновых кислот. [c.144]

Как сказывается на оптических свойствах хромофоров белка или нуклеиновой кислоты то, что они являются частью полимера К чему приводит воздействие на них со стороны других звеньев полимерной цепи Для простоты рассмотрим полимер с регулярной структурой, например спиральной, где все звенья имеют одинаковое окружение. Сравним спектр поглощения двойной спирали ДНК со спектром, ожидаемым для смеси ее мономерных составляющих. Последний может быть представлен как С/ ХгС, — сумма взве- [c.41]

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]

Рассмотрены три спектроскопических метода, с помощью которых можно получить разного рода информацию о структуре макромолекул. Оптически активные образцы обладают рядом свойств, среди которых наиболее удобным для исследования является круговой дихроизм (КД), т.е. способность по-разному поглощать лево- и правополяризованный свет. Существенное влияние на КД оказывает взаимодействие между соседними хромофорами, которое убывает с ростом расстояния между хромофорами приблизительно как и зависит от относительной ориентации хромофоров. Следовательно, КД особенно чувствителен к типу вторичной структуры белков и нуклеиновых кислот и протяженности структурных областей. Например, спектры КД а-спирали, /3-слоя и беспорядочной конформации четко различаются. Путем подгонки спектров белков к затабулирован-ным спектрам полипептидов с известной конформацией удается довольно надежно установить долю каждого из типов вторичной структуры в данном белке. [c.123]

В книге комплексно рассматриваются физико-химические методы, применяемые для исследования структурных и конфигурационных изменений нуклеиновых кислот и их компонентов. Книга посвящена изучению электрических, оптических и магнитных свойств исследуемых объектов. [c.704]

Главная задача, которую ставит перед собой автор монографии,— ликвидация сложившегося разрыва между химией синтетических полимеров, с одной стороны, и природных полимеров — белков и нуклеиновых кислот, с другой. Вне всякого сомнения, эта задача решена автором весьма успешно. В книге рассмотрен широкий круг явлений, наблюдающихся в растворах полимеров,— растворимость, конфигурация и конформация цепных молекул, равновесные, оптические и гидродинамические свойства макромолекул. Подробно рассматриваются свойства полиэлектролитов, ассоциация и реакционная способность макромолекул в растворе. При этом с единых позиций разбираются свойства и синтетических, и природных полимеров, хотя предпочтение в книге, безусловно, отдается последним. [c.5]

Концентрационные изменения оптических свойств растворов мономерных компонентов нуклеиновых кислот [c.233]

Области применения аффинной хроматографии расширяются, поокольку метод основан на специфических взаимодействиях биологически активных веществ. Как видно из табл. 11.1, этот метод успешно используется при выделении самых разных соединений. Наряду с этим он полезен при изучении различных систем на аффинных сорбентах можно разделять низкомолекулярные энан-тиомеры и удалять нежелательные вещества из живых организмов. -Например, аффинной хроматографией можно разделить на оптические антиподы 0,Ь-триптофан. Используя специфическое выделение меченых пептидов, можно определить пептиды активного центра фермента, связывающего участка антител или участка пептидных цепей на поверхности молекулы. Аффинная хроматография может быть использована для изучения возможности замены природных пептидных цепей ферментов различными модифицированными синтетическими пептидами. Активные центры ферментов или антител, связывающие свойства субъединиц, специфичность ферментов по отношению к различным ингибиторам, комплементарность нуклеиновых кислот, взаимодействие нуклеотидов с пептидами, влияние присутствия различных соединений на образование специфических комплексов и т. д. могут быть исследованы с помощью аффинной хроматографии. [c.282]

Если в белках максимум низкоэнергетической полосы поглощения соответствует Я. г280 нм, то для полинуклеотидов Я,тах = 260 нм (38 500 см ). При исследовании оптических свойств нуклеиновых кислот особенно важной характеристикой является гипохромный эффект. В то время как поглощение денатурированного полинуклеотида примерно равно суммарному поглощению его компонентов, при образовании двухцепочечной структуры с укладкой оснований одно над другим поглощение при 260 нм уменьшается на 34%. Это явление лежит в основе оптического метода исследования плавления полинуклеотидов (рис. 2-28). Физическая природа гипохромного эффекта кроется во взаимодействии тесно уложенных одно над другим пар оснований (стэ-кинг-взаимодействие) [38]. [c.22]

Автор предполагает, что изменения в оптическом поглощении определяются не взаимодействием белка с нуклеиновой кислотой, однако такое предположение обосновано не для всех случаев. Заключения о наличии или отсутствии водородных связей между пуринами и пиримидинами в рибонуклеопротеидах, основанные только на характере изменения оптических свойств, также сомнительны, так как можно себе представить другие механизмы, которые предполагают ограничение внутринуклеотидного вращения (а отсюда и изменения в ультрафиолетовом поглощении). [c.631]

В основе ряда методов структурного анализа нуклеиновых кислот лежит зависимость некоторых физических свойств этих биополимеров от их первичной структуры, К числу таких методов относятся электронная микроскопия, дисперсия оптического вращения (ДОВ) и круговой дихроизм, дифракция оентгеновских лучей, ядерный магнитный резонанс и масс-спектрометрия. Основными достоинствами этих методов являются [c.200]

Влияние последовательности оснований на оптические свойства наглядно проявляется в спектрах ДОВ всех 16 ди-нуклеозидфосфатов (Warshaw, Tino o, 1965, 1966), приведенных на рис. 9.4. Нетрудно заметить, что спектр ДОВ каждого из динуклеозидфосфатов отличается от суммарного спектра соответствующих мономеров. Более того, легко можно различить изомеры последовательности, такие, как AU и UA, АС и СА, AG и GA, G и G, GU и UG, U и и С. Предполагается, что это связано с затрудненным вращением оснований в димере вследствие их взаимодействия между собой. Эта тенденция соседних оснований ориентироваться более или менее определенным образом, называемая стекингом, оказывается различной для каждого из четырех оснований, обычно содержащихся в нуклеиновых кислотах. Стекинг соседних оснований зависит от ряда факторов, в частности от температуры, р Н и ионной силы. Разумным подбором этих условий можно увеличить влияние расположения оснований на оптические свойства. [c.211]

Далее нужно получить и исследовать диаграмму элюции, которая служит выражением функциональной зависимости данного свойства от номера фракции. Число различных измеряемых свойств будет зависеть от природы гликопротеина и количества материала, подвергнутого исследованию. Полезным и очень чувствительным измерением является измерение оптической плотности при 215 ммк было найдено, что для гликонротеинов (и белков) эта величина хорошо отражает обш ее количество материала в каждой фракции. Многие гликонротеины содержат немного остатков, поглош аюш их при 280 ммк, и при дополнительном измерении при этой длине волны иногда можно обнаружить небольшие количества примесей белков или нуклеиновых кислот. Следует сделать химически анализ на любой компонент (например, фукозу, гексозу, гексозамин и ней-раминовую кислоту), причем обычно достаточно иметь данные для некоторого числа чередующ,ихся фракций. Можно использовать также любое легко измеряемое физическое свойство (например, оптическое враш ение) или биологическую активность (ингибирование трипсина, серологическую групповую активность). [c.51]

В действительности приближение, состоящее в том, что пренебрегается влиянием на оптические свойства более далеких взаимодействий, чем взаимодействие ближайших соседей, не является слишком хорошим. В гл. 8 были высказаны соображения, что в жесткой упорядоченной структуре необходимо учитывать экситонные состояния, которые представляют собой линейные комбинации состояний всех мономеров. Однако гомополимеры при нейтральных pH и комнатной температуре не являются ни жесткими, ни полностью упорядоченными структурами. Эти нарушения регулярности приводят к уменьшению влияния дальних взаимодействий на оптические свойства. Другими словами, димеры оказываются хорошими моделями для одиоцепочечных нуклеиновых кислот, поскольку они во многом сходны с небольшими стопкообразными кластерами, возникающими в полимерах в результате флуктуационных нарушений регулярной структуры. [c.253]

Как будет видно в дальнейшем, при использовании шлиреновской оптики требуемая концентрация бывает настолько высока, что имеет место сильная концентрационная зависимость. Это не мешает при работе с белками, однако дает сильный эффект в случае нуклеиновых кислот (см. рис. 11-13). О седиментационных свойствах ДНК не было почти ничего известно, пока не разработали более чувствительную УФ-абсорбционную оптическую систему. [c.288]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология