Цитозин комплементарные пары

Экспериментальные данные о химическом составе ДНК удалось интерпретировать лишь после того, как была теоретически обоснована ее структура. В 1953 г., воспользовавшись исключительно четкими дифракционными картинами ДНК, полученными М. X. Ф. Уилкинсом, американский биолог Дж. Д. Уотсон и английский биофизик Ф. X. К. Крик предположили, что молекулы ДНК состоят из двух цепей, закрученных относительно друг друга в виде спирали таким образом, что через каждые 330 пм вдоль оси такой двойной спирали расположены остаток аденина или гуанина и остаток тимина или цитозина. При этом такие остатки образуют комплементарные пары аденин-ти-мин и гуанин-цитозин (рис. 15.21). Спаривание оснований по принципу комплементарности пояснено на рис. 15.20, из которого видно, что между аденином и тимином могут образовываться две, а между цитозином и гуанином три водородные связи. [c.456]

Информация, необходимая для построения определенной аминокислотной последовательности, содержится в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК). Молекула ДНК является полинуклеотидом, образованным основаниями аденином (А), гуанином (G), цитозином (С), тимином (Т), остатками фосфорной кислоты и 2-дезоксирибозой в качестве углеводного компонента. Все ДНК построены как регулярные двойные спирали, структура которых стабилизирована водородными связями между комплементарными парами оснований А — Т и О — С. В ДНК каждые три следующих один за другим нуклеотида (триплетный код) кодируют одну аминокислоту (189 — 192]. Для 20 протеиногенных аминокислот существуют 64 кодовые единицы (кодона), из которых по 6 приходится на аминокислоты Leu, [c.391]

Межмолекулярные водородные связи образуются только между определенными парами производных пиримидина и пурина, которые называются комплементарными парами. Такими комплементарными парами являются урацил—аденин, тимин—аденин и цитозин—гуанин (рис. 103). [c.716]

Например ...прочность взаимодействия комплементарной пары гуанин цитозин выше, чем для пары аденин тимин... . [c.24]

При обращении условий денатурации значительная часть водородных связей реконструируется. В концентрированных растворах ДНК это, ио-видимому, приводит к поперечному сшиванию и агрегации и отсюда — к образованию гелей. В менее концентрированных растворах такая реконструкция, вероятно, происходит даже при быстром охлаждении, и, кроме беспорядочных водородных связей, при этом возникают спиральные участки из комплементарных пар оснований. Это происходит, по-видимому, в результате локального зондирования и выбора наиболее устойчивой конформации, так как участки каждой из цепей должны обладать достаточной свободой передвижения относительно друг друга. Денатурированная ДНК характеризуется значительным гиперхромизмом при нагревании, что и указывает на такую реконструкцию. Натриевые соли ДНК, денатурированной нагреванием, дают диффузные рентгенограммы В-типа, но интенсивность рентгенограмм показывает, что большая часть спиральных структур образовалась заново беспорядочным образом [307]. Для денатурированной ДНК водородные связи могут образовываться самыми различными способами, но основными, ио-видимому, будут пары оснований с водородными связями между 6-амино- и 6-кетогруппами, т. е. цитозин-тиминовые и аденин-гуаниновые комбинации наряду со специфическими аденин-тиминовыми и гуанин-цито-зиновыми. [c.604]

Крику и Уотсону (1953 г.) удалось рентгенограммой вытянутой нити ДНК подтвердить основные выводы своей гипотезы. С тех пор она нашла многочисленные подтверждения. Отсюда ясно, что в цепи ДНК число молекул гуанина должно быть равно числу молекул цитозина, и то же самое справедливо для другой комплементарной пары — аденина и тимина. Таково простое объяснение правила Чаргаффа, эмпирически установленного на основании анализа различных ДНК. Это правило констатирует, что молекулярное отношение азотистых гетероциклов в ДНК таково 1 аденин к 1 тимину 1 гуанин к 1 цитозину, а в РНК 1 аденин к 1 урацилу и 1 гуанин к 1 цитозину. [c.684]

Таким образом, в самых разнообразных молекулах ДНК количество аденина всегда равно количеству тимина и количество гуанина равно количеству цитозина. Эти пары оснований являются дополняющими друг друга. Поэтому говорят, что молекула ДНК слагается из двух комплементарных, или дополнительных друг к другу, цепей. Эта особенность строения ДНК имеет определяющее значение в передаче наследственной информации в биосинтезе специфических белков. [c.77]

Ответ. Комплементарность — это явление, при котором водородные связи образуются только между определенными (комплементарными) парами оснований тимин образует водородные связи с аденином, цитозин — с гуанином. Эта избирательность в образовании связей позволяет молекулам ДНК воспроизводить себя щж делении клетки. [c.126]

Принцип комплементарных взаимодействий пар оснований (принцип спаривания оснований) лежит в основе построения и функционирования молекул ДНК. Аденин всегда образует пару с тимином, а гуанин с цитозином. Эти пары оснований называются комплементарными. Содержание остатков гуанина в любом фрагменте ДНК всегда в точности соответствует содержанию цитозина. Так же равны друг другу количества аденина и тимина. Две цепи ДНК удерживаются друг возле друга за счет комплементарных взаимодействий пар оснований и гидрофобных стэкинг -взаимодействий. Эти взаимодействия могут быть нарушены при нагревании, приводящем [c.35]

Они располагаются не беспорядочно, а по принципу комплементарных (взаимно дополняющих) пар аденин против тимина, гуанин против цитозина. В результате в процессе клеточного деления возникают две новые двойные спирали, являющиеся точными копиями исходной каждая половинка разделившейся клетки получает свой набор ДНК, идентичный набору материнской клетки. [c.353]

ИЗ двух антипараллельных полинуклеотидных цепей. Наиболее важной особенностью предложенной структуры было спаривание оснований противоположных цепочек путем образования между ними водородных связей. Водородные связи (на рис. 2-21 они указаны пунктирными стрелками) могут образоваться лишь в том случае, если всюду вдоль структуры ДНК аденин образует пару с тимином (две водородные связи), а цитозин — с гуанином (три связи). Таким образом, последовательность нуклеотидов в одной цепи оказывается комплементарной, но не идентичной последовательности в другой цепи. Далее почти сразу же стало очевидно, что последовательность оснований в цепи ДНК содержит в себе закодированную генетическую информацию. Комплементарность двух цепей приводит к очень простому механизму репликации генов на протяжении всех клеточных делений. По этому механизму две цепи ДНК разделяются и вдоль каждой из них синтезируется новая комплементарная цепь, что дает в результате две молекулы ДНК, по одной на каждую из двух дочерних клеток. Принципиальную правильность этой схемы сейчас уже можно считать доказанной. [c.131]

Двойная спираль обычной ДНК состоит из двух взаимно перевитых полинуклеотидных цепей, азотистые основания которых попарно соединены водородными связями. Аденин (А) одной цепи связан с тимином (Т) другой, а гуанин (Г) с цитозином (Ц). Схемы этих пар (уотсон-криковские пары) показаны на рис. 8.5. Таким образом, две цепи ДНК взаимно комплементарны, т.е. имеется однозначное соответствие. между их нуклеотидами. Это соответствие раскрывает смысл правил Чаргаффа (см. стр. 89). [c.492]

Наилучшие условия для образования максимального числа водородных связей и компактной пары реализуются при взаимодействии оксо- и амино-форм гуанина и цитозина, аденина и тимина (урацила) Эти пары, называемые комплементарными, образуют поперечные водородные связи между двумя витками двойной спирали ДНК, двуспиральных фрагментов РНК, витками спиральных одноцепочечных участков РНК (подробнее см в [91, 92]) [c.928]

Я был бы неправ, если бы оставил читателя с ощущением, что великие открытия могут быть сделаны как-то походя. И пример Уотсона при внимательном рассмотрении как раз опровергает такое представление. Просто за внешней бравадой автора Двойной спирали надо увидеть то, что было на самом деле. А была денная и нощная концентрация мысли на том, как же устроена ДНК. Был крайне важный контакт с химиком Джерри Донохью, в результате которого родилась идея комплементарных пар оснований аденин-тимин и гуанин - цитозин, краеугольный камень двойной спирали. Было и постоянное подогревание Фрэнсиса Крика в те минуты, когда тот уже не видел дальнейшего пути и терял интерес к проблеме. И была прежде всего уверенность в том, что ген — это ДНК, тогда как подавляющее большинство биологов думали, что ген — это белок. [c.132]

Устойчивость вторичной структуры нуклеиновых кислот обеспсчивастся глалным обра.чом водородными связям и, образующимися между двумя парами азотистых оснований в молекулах ДИК—-аденин — тимин и гуанин— цитозин, в молекулах РНК — аденин - урацил и гуанин - - цитозин. Такие пары азотистых оснований, л котор1>(х они соединены водородными связями, называют комплементарными. [c.53]

ДНК базируются на основополагающих работах Уотсона и Крика (1952 г.) [3.4.3]. Из данных рентгеноструктурного анализа и факта определенной упорядоченности структуры ДНК различного происхождения был сделан вывод, что две полинуклеотидных цепи тяжа) закручены в форме двойной спирали (рис. 3.4.1). При этом основания ориентированы перпендикулярно к оси спирали, расстояние между кольцами равно примерно 0,344 нм. На один виток спирали приходится 10 оснований в каждом из тяжей. Оба тяжа спирали удерживаются и стабилизованы за счет водородных связей и ван-дер-Ваальсовых взаимодействий между основаниями. При этом друг против друга располагаются так называемые комплементарные пары оснований тимин и аденин, цитозин и гуанин [3.4.4] (точнее остатки оснований) [c.665]

При обработке цитозина аминами в присутствии гидросульфита происходит реакция переаминирования. Как будет влиять на стабильность дуплекса переаминирование одно-замещенным (N112 ) и двузамещенным (МЩэ) аминами Изобразите комплементарные пары модифицированного цитозина с гуанином. [c.126]

Молекула ДНК представляет собой комплекс из двух полимерных цепочек, связанных между собой межмолекулярными силами (рис. 4.2). Каждая цепочка в комплексе образует правую спираль (точнее, винтовую линию) и состоит из сахаро-фосфатного хребта с присоединенными к нему азотистыми основаниями четырех сортов — аденина (А), гуанина (Г), тимина (Т) и цитозина (Ц). Повторяющийся элемент цепочки (азотистое основание + сахар + фосфат) называется нуклеотидом. Таким образом, ДНК состоит из двух закрученных относительно друг друга полинуклеотид-ных цепочек. Существенно, что если связи между нуклеотидами внутри каждой цепочки являются жесткими, ковалентными и имеют энергию около 60 ккал/моль (3 эВ), то связи между полинуклеотидными цепочками по крайней мере на порядок слабее. Существует строгое правило компле-ментарности (соответствия) этих цепочек. Именно, всегда против аденина находится ТИМИН, а против гуанина цитозин. Комплементарность определяется стерическим соответствием оснований. При этом комплементарные пары оснований стабилизированы водородными связями (изображенными на рис. 4.3 пунктиром), электростатическими и ван-дер-ваальсовыми силами. Существенное значение для стабильности ДНК имеет взаимодействие между соседними парами оснований в двойной спирали. Параметры структуры ДНК следующие диаметр молекулы 20 А, расстояние между соседними парами оснований 3,4 А на виток спирали приходится 10 пар оснований, так что соседние пары повернуты относительно друг друга на угол [c.71]

Гены в хромосомах расположены линейно. Основным их веществом является ДНК-Этот полидезоксинуклеотид образует двойную спираль и содержит основания аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т), причем комплементарные пары оснований А —Т и Г —Ц стабилизируют структуру водородными связями. ДНК состоит из двух цепей, связанных друг с другом водородными связями (диаметр 20 А). При нагревании до 80 °С водородные связи разрываются и образуются две отдельные цепи. При охлаждении регенерируется спиральная структура. [c.355]

РНК-полимераза требует для своего функционирования присутствия ДНК. Фермент наиболее активен, если в качестве матрицы используется природная двухцепочечная ДНК из того же самого или из какого-либо другого организма. Из двух цепей ДНК транскрибируется только одна. В места, соответствующие остаткам аденина ДНК-матрицы, в новосинтезированную РНК включаются остатки урацила (Щ поскольку аденин и урацил образуют комплементарную пару. В места же, соответствуюпще тими-новым остаткам ДНК-матрицы, включаются остатки аденина. Остатки гуанина и цитозина в ДНК-матрице определяют включение соответственно цитозиновых и гуаниновых остатков в цепь РНК. Анализ нуклеотидного состава и нуклеотидной последовательности новообразованной РНК показал, что она обладает противоположной по отношению к матрице полярностью и её последовательность комплементарна последовательности матричной цепи. Хотя для работы РНК-полимеразы затравка не требуется, этот фермент не начинает функционировать до тех пор, пока не свяжется с o oбьпvI участком матричной цепи ДНК, который служит сигналом ини- [c.911]

Одной из важнейших проблем химии нуклеиновых оснований является проблема их таутомерии. Так, одна из наиболее общепринятых теорий спонтанного возникновения мутаций основана на возможности существования оснований в различных таутомерных формах. Действительно, можно ожидать, например, что цитозин в аминоформе должен по своей электронной структуре образовывать комплементарную пару с гуанином, тогда как в иминофор-ме — с аденином тимин (урацил) в дикетоформе должен образовывать пару с аденином, а в таутомерной 4-оксиформе — с гуанином. Та же картина должна наблюдаться и для производных оснований. [c.162]

Наконец, последний вопрос — о типе спирали (правовращающая или левовращающая) был также решен путем построения стереохимической модели, в которой основания образовывали комплементарные пары аденин-урацил и гуанин-цитозин. При этом использовались данные по конформации дезоксирибозы, длине и расположению М-гликозидной связи и длине и углах связей Р—О при тетраэдрической конфигурации атома фосфора. Как оказалось, спираль должна быть правовращающей, поскольку построение левовращающей модели без нарушения ван-дер-ваальсовых радиусов затруднительно (см. стр. 255). Следует еще подчеркнуть, что, если ось симметрии второго порядка перпендикулярна оси спирали, направление двух цепей, составляющих молекулу, должно быть противоположным. Следовательно, на каждом конце двухспиральной молекулы находится З -конец одной и 5 -конец другой односпиральных компонент. В построенной таким образом модели угол между соседними парами оснований (т. е. линиями, соединяющими атомы С-1 остатков дезоксирибозы в комплементарных парах) составляет 36°. Основания расположены вдоль оси параллельно друг другу, и их плоскости составляют угол примерно 90° с осью спирали плоскости дезоксирибофуранозного кольца почти параллельны оси спирали. Основания, образующие [c.252]

Задавшись определенной моделью вторичной структуры тРНК с определенным содержанием комплементарных пар аденин урацил и гуанин цитозин, можно рассчитать соответствующую этой модели дисперсию оптического вращения, если известны изменения, вносимые в картину дисперсии односпиральной молекулы при образовании пар оснований. Величину этих изменений можно приближенно оценить, сопоставляя кривые дисперсий оптического вращения двухспиральных комплексов (поли-А) (поли-Н) и (поли-О) (поли-С) и односпиральных молекул поли-А, поли-и, поли-О и поли-С 2 Такое сопоставление, вообще говоря, дает принципиальную возможность выбора наиболее вероятных типов [c.292]

Высказывались предположения о возможности поддержания третичной структуры за счет образования комплементарных пар между основаниями из разных петель, что становится возможным при наложении петель друг на друга 9 . Для тирозиновой тРНК из дрожжей, например, при наложении боковых петель друг на друга возможно образование двух таких пар гуанин цитозин и двух пар аденин урацил. [c.297]

Оценка количества спаренных оснований в молекуле 5S РНК проведена несколькими способами. Исходя из различий гипохромии при 255 ммк 306 нативной и обработанной формальдегидом 5S РНК из Е. соН (см. стр. 288), было сделано заключение о том, что в двухспиральные участки входит от 63% до 67—72% от общего числа нуклеотидов молекулы. Оценка относительного содержания комплементарных пар оснований аденин урацил и гуанин-цитозин з , проведенная по спектрам денатурации (см. стр. 288), дает величину 60—70% пар гуанин цитозин. При окислении адениновых ядер молекулы 5S РНК из Е. соИ моноперфталевой кислотой при 20° С реакционноспособными оказываются только 43,7% оснований, т. е. 23 адениновых звена, что согласуется с количеством пар аденин урацил, оцениваемым на основании спектров денатурации 3 . Таким образом, для 5S РНК, как и для тРНК, наблюдается высокая степень спирализации молекулы. [c.299]

Изучалось также влияние частичного дезаминирования полинуклеотидов на способность тРНК вступать в биохимические реакции а также на способность синтетических полинуклеотидов служить матрицей для ДНК-полимеразы или функционировать в бесклеточной системе биосинтеза белка Азотистая кислота является эффективным мутагеном. По современным представлениям (обзор — см. з), этот мутагенный эффект связан с дезаминированием остатков аденина и цитозина, так как продукты таких реакций — гипоксантин и урацил — способны образовывать комплементарные пары с цитозином и аденином. Дезаминирование же остатка гуанина приводит в основном к инактивации генетического материала. [c.421]

Аналогичные, хотя и более слабо выраженные явления, характеризуют рРНК и РНК некоторых вирусов. Это свидетельствует о том, что РНК в определенных участках молекулы складываются на себя так, что пары азотистых оснований, сближаясь друг с другом, образуют водородные связи между аденином и урацилом и между гуанином цитозином. Как подтверждают данные рентгеноструктурного анализа, структура этих участков спиральная. Таким образом, молекулы РНК имеют форму полинуклеотидных цепей, держащих короткие спирализованные участки с комплементарны парами оснований — АУ и ГЦ. В образовании указанных у частков занято от 40 до 70% всех нуклеотидов. [c.43]

Модель Уотсона и Крика — модель макромолекулярной организации ДНК, предложенная Уотсоном и Криком в 1953 г. на основании рентгеноструктурных исследований и данных о химическом строении ДНК. Согласно гипотезе Уотсона и Крика, молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей и образует правовинтовую спираль, в которой обе цепи закручены вокруг одной и той же оси и удерживаются водородными связями между их азотистыми основаниями. Азотистые основания в такой структуре укладываются парами, составленными из пурина одной цепи и пиримидина — другой. Глубокий анализ возможностей образования комплементарных пар показал, что наиболее вероятными являются пары аденин—тимин и гуанин—цитозин. Другие варианты комплементарных пар не получили экспериментального подтверждения. Одним из наиболее важных доводов в пользу того, что молекула ДНК имеет структуру двойной спирали, являются количественные совпадевия в содержании аденина и тимина и гуанина и цитозина. [c.60]

IV. Окислители, восстановители и свободные радикалы. В эту группу мутагенов входят азотистая кислота, перекиси, альдегиды, соли тяжелых металлов, кислород и др. Наиболее хорошо изучена реакция взаимодействия азотистой кислоты с аминогруппами оснований нуклеиновых кислот. Азотистая кислота вызывает мутации вируса табачной мозаики, некоторых фагов, бактерий и дрожжей. Ее мутагенный эффект связан с дезаминированием пуринов и пи-римидинов ДНК и РНК, т. е. с отделением от них группы ЫНг. При этом дезаминированный аденин превращается в гипоксантин (рис. 83), который в молекуле ДНК образует комплементарную пару уже не с тимином, а с цитозином. Реакция дезаминирования идет по уравнению Е—КН24-НЫ02=К—ОН- -N2+ +Н2О. [c.201]

Водородные связи возникают между пуриновым основанием одной цепи и пиримидиновым основанием другой цепи в результате избирательного спаривания оснований. Аденин всегда образует водородные связи с тимином (А-Т), а гуанин с цитозином (Г-Ц). Правило образования двунитевой структуры ДНК (А-Т, Г-Ц) называется правилом комплементарности. (лат. сотр1етепШт — дополнение). Образование водородных связей между комплементарными парами обусловлено их пространственным соответствием (рис. 1У.8). Это приводит к тому, что нуклеотидные последовательности двух антипараллельньЕХ цепей ДНК всегда строго комплементарны друг к другу, а порядок чередования нуклеотидов в обеих цепях ДНК оказывается взаимообусловленным. Именно комплемен-тарностью определяется точное воспроизведение последовательности оснований при копировании (репликации) молекул ДНК. [c.62]

Днем к нам впервые заглянул Брэгг. Последние дни он лежал дома с гриппом и, находясь еще в постели, услышал, что мы с Криком придумали остроумную структуру ДНК, которая может оказаться очень важной для биологии. Вернувшись в лабораторию, он в первую же свободную минуту отправился к нам, чтобы убедиться в этом своими глазами. Он сразу же заметил комплементарность обеих цепей и понял, что соответствие числа пар аденина с тимином и гуанина с цитозином логически вытекает из регулярно повторяющейся формы сахаро-фосфатного остова. Так как он ничего не знал о правилах Чаргаффа, я сообщил ему экспериментальные данные, касающиеся соотношения оснований, и заметил, что на него произвела большое впечатление мысль о возможной их роли в репликации генов. Когда дело дошло до рентгеноструктурных результатов, он понял, почему мы еще не уведомили об открытии группу из Кингз-колледжа. Его, однако, встревожило, что мы до сих пор не спросили мнения Тодда. Хотя мы и сказали, что с органической химией у нас все в порядке, это его не успокоило. Бесспорно, перепутать химические формулы мы вряд ли могли, но Фрэнсис говорил так быстро, что Брэгг сомневался, способен ли он вообще остановиться, чтобы можно было усвоить нужные факты. Поэтому мы обещали пригласить Тодда сразу же, как получим координаты атомов. [c.117]

Детальный анализ всевозможных вариантов образования водородных связей между основаниями показал, что в биспиральной молекуле ДНК основания уложены парами пурин из одной цепи и пиримидин из другой в соответствии с правилами Чаргаффа. Поскольку ориентация оснований на плоскости не является, очевидно, произвольной, и основания в полинуклеотидах представлены в лактамной форме, наиболее вероятными были признаны пары аденин-тимин и гуанин-цитозин. Этот способ спаривания получил в дальнейшем экспериментальное подтверждение. Избирательность взаимодействия пар А-Т и Г-Ц принято выражать термином комплементарность , а соответствующие азотистые основания называют комплементарными. Стабильность А-Т оснований обеспечивается двумя водородными связями, а пар Г-Ц - тремя, что в свою очередь определяется особенностями расположения функциональных групп азотистых оснований. Длина водородных связей между основаниями составляет около 0,3 нм. Таким образом, комплементарными оказываются не только отдельные основания, но и дезоксирибонуклеотидные цепи ДНК [c.108]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология