Цитозин конформация

Основания в ДНК связываются посредством водородных связей. Водородные связи пары,аденин—цитозин не столь стабильны, как связи пары аденин—тимин. Для того чтобы аденин и цитозин могли образовать водородные связи, необходимо, чтобы аминогруппа аденина, находящаяся в положении 6, претерпела тауто-мерный переход в иминогруппу, как это показано ниже на диаграмме. Но эта конформация аденина опять не является стабильной. [c.56]

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]

Механизм действия метилирования не раскрыт. Модифицированная ДНК может оказывать влияние на локальную структуру в составе хромосомы. Вероятно, метилирование отдельных сайтов в составе гена меняет характер взаимодействия с белками и структуру хроматина. Действительно, сайты метилирования в отдельных исследованных генах совпадают с так называемыми гиперчувствитель-ными к нуклеазам сайтами в составе хроматина, наличие которых отражает активное состояние гена или его готовность к активации (см. гл. ХП). Метилирование может влиять и на структуру ДНК-Например, метилирование цитозина в составе синтетических поли-дезоксинуклеотидов с повторяющейся комплементарной последовательностью типа d( pG) -d(Gp ) способствует их переходу в Z-конформацию ДНК. [c.220]

Для большинства рибонуклеозидов и нуклеотидов найдена транс-гош-кон-формация связей Сг —О2 и Сз —Оз, т. е. транс-расположтш связи О—Н относительно связи Сг —Сз и гош-от-носительно связи Сг —С/. Однако в аденозин-5- -фосфате гидроксильная группа находится в ориентации гош-гош. В молекуле цитозин-З-фосфата связь Оз —Р находится в транс-ориен-тации относительно связи Сг —С з и гош — относительно С4 —Сз. Возможно, существование такой конформации связи Сз —Оз обязано наличию водородных связей между гидроксильной группой Ог—Нг и атомами кислорода фосфатной группы. [c.172]

Влияние pH на конформации полинуклеотидных цепей в растворе обусловлено тем обстоятельством, что водородные связи, стабилизующие спиральную структуру, образуются в этих молекулах между группами, способными к ионизации, и поэтому ионизация хотя бы одной из групп, участвующих в об.разовании водородной связи, означает одновременно разрыв последней, что ведет к изменению конформации молекулы. В этом случае мы встречаемся с ярким примером специфических взаимодействий, о которых говорилось ранее применительно к полипептидам (см. 26, 27). Действительно, ионизация оснований, т. е. процесс отдачи или связывания протона (соответственно для кислотных и основных ионизуемых групп) осуществляется лишь при отсутствии водородных связей в спиральной форме такой процесс не имеет места. Пуриновые и пиримидиновые основания, входящие в ДНК и синтетические полинуклеотиды, образуют водородные связи между аминогруппой и атомом азота, включенным в цикл, с одной стороны, и группой —МН—СО — с другой. Отрицательные логарифмы констант диссоциации этих групп соответственно равны —2,9 (гуанин) 3,7—3,8 (аденин) 4,5—4,8 (цитозин) р/Скн-со 9,5—11,4 (гуанин, тимин, урацил). Поскольку аминогруппа присоединяет протон, а группа —NH—СО— отдает его, то первая заряжена при pH < рКш2 а вторая при pH > рКш-со- Таким образом, в диапазоне рК 2 < рН < / АГын-со пуриновые и пиримидиновые основания не заряжены, и здесь возможно существование спиральной конформации молекул. Интересный [c.372]

Реагенты, способные реагировать со свободными аминогруппами. В качестве такого реагента в химии нуклеиновых кислот часто используется формальдегид он реагирует со свободными аминогруппами цитозина, гуанина и аденина, образуя соответствующие оксиметильные производные (или — после дегидратации — шиффовы основания). Эта реакция сопровождается изменением спектра поглощения (смещением максимума в сторону длинных волн и усилением поглощения в области максимума) поэтому ее можно прослеживать спектрофотометрически. Все основания двухцепочечной ДНК в ее нативной конформации, а также больший или меньший процент оснований в других упорядоченных полинуклеотидах защищены от этой реакции, т. е. не реагируют с формальдегидом, если соблюдаются определенные меры предосторожности (нейтральное значение pH, низкая температура, низкая концентрация), сводящие к минимуму конформационные изменения, которые могут происходить даже в условиях, когда новые ковалентные связи не образуются. [c.145]

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]

Аналогично ведет себя тимидин-3, 5 -циклофосфат39 до цити-дин-3, 5 -циклофосфат, дающий в этих условиях лишь следы цитозина Такая значительная лабилизация N-гликозидных связей в производных урацила, по-видимому, обусловлена особенностями конформации остатка сахара (см. стр. 131). [c.495]

Различные физические свойства РНК указывают на существование в нейтральном солевом растворе при низких температурах частично спирализованной структуры. Так как препараты являются одиоцепочечными и не содержат эквимолярных количеств комплементарных оснований, то был сделан вывод, что каждая полинук-леотидиая цепь состоит из ряда несовершенных двухспиральных участков (соединенных одним концом), по своему характеру сходных с двойной спиралью ДНК, причем эти участки соединяются гибкими фрагментами, лишенными какой бы то ни было определенной конформации [238]. Среди многих возможных пар оснований наиболее стабильными оказались пары, в которых аденин связан водородными связями с урацилом, а гуанин — с цитозином, и эти пары, по-видимому, единственные, которые могут обеспечить образование правильной спиральной структуры. Внутри таких структур все другие пары оснований либо разделены слишком большими расстояниями, либо структурно не соответствуют друг другу. В соответствии с этой точкой зрения была обнаружена линейная зависимость между температурой плавления данных РНК и содержанием в них гуанин-цитозиновых пар [3561. [c.626]

Открытие Уотсона и Крика касается только двухтяжевых ну-клеиновых кислот. Вместе с тем в некоторых фагах были найдены однотяжевые ДНК, что следует хотя бы из того факта, что в этих макромолекулах содержание аденина не равно содержанию тими-на, а содержание гуанина — содержанию цитозина [1]. Существование РНК в однотяжевой форме общеизвестно [2]. Особый интерес представляет проблема конформаций тРНК— однотяжевых полинуклеотидов, состоящих из 75—85 мономерных единиц и играющих важнейшую роль в механизме синтеза белка на рибосоме [3]. Следовательно, вопрос о конформациях однотяжевых полинуклеотидов важен не только для понимания строения и функции обычных нуклеиновых кислот, но имеет и самостоятельное значение. [c.400]

В группе нуклеиновых кислот, известных как рибонуклеиновые кислоты (РНК), углеводом является о-ри-боза, дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК) построены из о-2-дезоксирибозы. Основаниями в ДНК являются аденин и гуанин, которые содержат пуриновую циклическую систему, и цитозин, тимин и 5-метилцитозин, содержащие пиримидиновое кольцо. РНК содержит аденин, гуанин, цитозин и урацил. Свойства этих оснований и их последовательность в полинуклеотидной цепи различны для разных нуклеиновых кислот. Это их первичная структура, а спиральная или неупорядоченная конформация образуют вторичную структуру (разд. 5.1), Пиримидин-рибозид 51 н пурии-2-дезоксирибозид 52 являются представителями этого валяного класса природных соединений. [c.88]

Как для белков Полингом, так и для ДНК Криком и Уотсоном была создана модель полимерной цепи, исходя из знания межатомных расстояний и валентных углов и из подтвержденного опытом предположения об определяющем участии водородных связей в конформации молекулы. На этот раз вторичная структура ДНК имеет вид спиральной лестницы (рис. 127) из двух витков дезоксирибозофосфатной цепи с гетероциклами, торчащими от этих двух цепей попарно навстречу друг другу и связанных водородными связями (ступени лестницы). При этом масштаб позволяет уложиться и связаться водородными связями в пару только пурину с пиримидином, но не пиримидину с пиримидином (не достанут) и не пурину с пурином (не поместятся). Возможность же образования водородных связей существует (в этих рамках) у гуанина с цитозином и у аденина с тимином. Таким образом, ступеньки спиральной лестницы ДНК будут всегда только двух следующих типов [c.724]

Вирус желтой мозаики турнепса принадлежит к числу наиболее изученных вирусов, и все же в свойствах его РНК еще много неясного. Со всяческими предосторожностями можно выделить из него РНК с молекулярным весом 2,0-10 , что соответствует всей РНК этой изометрической частицы с молекулярным весом 5,7 -10 . Однако при добавлении ЭДТА или следовых количеств рибонуклеазы седиментационное поведение этой РНК резко меняется. Объяснить это можно либо разрывом кольцевой структуры, либо каким-то неизвестным нарушением жесткой конформации. (Такую возможность следует учитывать также и при объяснении рассмотренной выше тройственной природы РНК вируса огуречной мозаики и родственных ему вирусов, о которых уже говорилось.) В компоненте РНК с молекулярным весом 2 ООО ООО у левого конца с помощью полинуклеотидфосфорилазного метода были распознаны нефосфорилированный аденозин и следующий за ним цитозин [494]. [c.113]

Более лабилен квантовый выход отдельных реакций. Фотохимические реакции в полинуклеотидах нельзя рассматривать как сумму химических реакций мононуклеотидов, нуклеозидов и азотистых оснований. Наконец, фотохимия нуклеиновых кислот зависит не только от их состава, но и от конформации макромолекулы (микроокружения). Например, скорость гидратации цитозина и урацила в нативной ДНК и полиуридиладениловой кислоте намного меньше, чем в денатурированной ДНК и полиуридиловой кислоте соответственно. Вероятность образования димеров между пиримидиновыми основаниями ДНК зависит от природы соседних оснований. Димерообразование подавлено в бактериальных спорах, в сухой ДНК и замороженных растворах ДНК. Этот процесс подавляется также связыванием интерка-ляционных красителей. [c.244]

В. Г. Туманяна, А. С. Заседателева, А. Л. Жузе, С. Л. Гроховского и Б. П. Готтиха. Код, управляющий специфическим связыванием регуляторных белков с ДНК, и структура стереоспецифиче-ских участков регуляторных белков [79]. Как ясно из заглавия статьи, в 1ней расшифровал второй биологический код, выяснен механизм однозначного соответствия полинуклеотидных и полипептидных цепей в процессах узнавания. Механизм узнавания основан на специфическом взаимодействии двух двойных спиралей— нуклеотидной и полипептидной [371]. Регуляторные белки узнают последовательность оснований в двойной спирали ДНК не расплетая ее. Узнавание основано на пространственном соответствии контактных, связывающих друг с другом группировок в полипептидных и полинуклеотидных спиралях. Оно аналогично специфическому совпадению отверстий в двух налагаемых друг на друга перфокартах. Такой способ установления однозначного соответствия авторы называют решеточным принципом узнавания. В качестве контактных групп в нуклеотидных цепях функционируют или гуанин, или цитозин, ТИМИН и аденин, а в полипептидных цепях — только атомы азота амидных групп полипептидного остова. Амидные азоты связываются посредством водородных связей с контактными группами полинуклеотидных цепей. С гуанином способны образовывать водородные связи атомы амидного азота полипептидной цепи нх конформация рассчитана авторами и она оказалась отличной от конформации полипептидной цепи, способной взаимодействовать с тимином. Такие конформационно различные полипептидные цепи называются соответственно g- и /-цепями. Оказалось, что эти две анти-параллельные полипептидные цепи, находящиеся в и/-конформациях, могут соединяться в полипептидную двойную спираль водородными связями, образующими между амидными группами двух цепей, не взаимодействующими с основаниями ДНК. [c.60]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология