Цитозин спектры

С помощью рентгеновских спектров было установлено, что дезокси-нуклеиновые кислоты, ио-видимому, представляют собой двойные молекулы , состоящие из двух цепей, одна из которых винтообразно обвивает другую. Основания, входящие в состав одной цепи, связываются водородной связью с основаниями другой (например, гуанин с цитозином, аденин с тиминам). Дезоксинуклеиновые кислоты, вероятно, составляют основу или существенную часть генов. Они всегда содержатся в хромосомах, но отсутствуют в других частях клеток. [c.1049]

Спектр повреждений ДНК при действии нуклеоф. мутагенов (гидроксиламин, О-метилгидроксиламин, гидразины, бисульфит Ма) значительно уже. В осн. это модификация цитозина, направление и механизм к-рой иллюстрирует след, схема [c.152]

Протонирование пиримидинового ядра оказывает значительное влияние на химические сдвиги. Так, в спектре раствора хлоргидрата 1-метилцитозина в б-ДМСО резонансный сигнал протонов амино-группы, помимо того, что он расщепляется в дублет, смещается еще в среднем на 3 м. д. в слабое поле [12, 13]. Экранирование протонов при С-5 и С-6 уменьшается приблизительно на 0,5 м. д. Важно, однако, заметить, что в водных растворах пиримидиновые основания не протонируются в заметной степени даже при низких pH (исключение составляет амино-группа цитозина). В этом отношении они отличаются от пуринов (см. следующий раздел). [c.407]

Рассматривались нуклеозиды и нуклеотиды цитозина [20, 237, 367, 600] и урацила [20], а также изменения спектров этих соединений с изменением pH водных растворов [825, 896]. [c.568]

Еще в начале нашего века, когда из клеточных ядер выделили нуклеиновую кислоту (ее и назвали от слова нуклеус — ядро), обратили внимание на то, что она поглощает ультрафиолетовые лучи, не очень далекие от видимых. Впоследствии выяснилось, что за это поглощение ответственны азотистые основания — те самые ура-цил, цитозин, аденин, которые уже упоминались. А теперь допустим, что наш химик синтезирует как раз производные урацила. Берет он для начала сам урацил, растворяет точно отвешенные 1—2 миллиграмма в измеренном количестве воды и записывает УФ-спектр. Оказывается, что урацилу присуща сильная полоса поглощения, причем сильнее всего поглощается свет с длиной волны 256 нм (эта величина называется максимум поглощения). [c.151]

Впрочем, иной раз даже и не зная точного происхождения полос, можно исследовать с их помощью явления чрезвычайно важные. Так, известно, что двойная спираль ДНК удерживается за счет образования связей между парами оснований аденин—тимин и гуанин — цитозин. Первоначально доказать это удалось с великим трудом. Между тем есть возможность подтвердить это очень простым и наглядным экспериментом. Дело в том, что эти пары соединений настолько удачно стыкуются друг с другом, что немедленно образуют комплексы даже при простом смешении их растворов. Поэтому в ИК-спектре смеси гуанина с цитозином появляются полосы 3300 и 3488 см , которых нет в спектре ни одного из оснований. Если же изучить, как зависят высоты этих полос от отношения концентраций взятых веществ, оказывается, что по мере добавления, скажем, цитозина к гуанину они вначале растут, а потом остаются постоянными. Причем достигается этот максимальный уровень именно тогда, когда концентрации оснований равны. Итак, полосы сообщают интересные сведе- [c.157]

Таблица 3.7. УФ-Спектры нейтральных форм производных цитозина

Таблица 3.8. ИК-Спектры гликозидных производных цитозина в ОгО

Рис. 3.10. Спектры ЯМР растворов 1-метилцитозина (верхняя кривая) и 1-метил-4-экзо- Н-цитозина (нижняя кривая) Б диметилсульфоксиде при 23° С

Окончательным доказательством справедливости этих выводов является сравнение ЯМР спектров 1-метилцитозина и 1-метил-4-э/сзо- 5 Ы-цитозина (рис. 3.10). [c.171]

Спектры денатурации РНК позволяют также приближенно оценить содержание пар гуанин цитозин и аденин урацил в двухспиральных участках, если пренебречь малым вкладом, вносимым в спектры односпиральными участками [c.289]

Среди малых органических молекул наиболее интенсивные электронные спектры наблюдаются для молекул с системой сопряженных двойных связей. Такие нолекулы обычно поглощают свет с длиной волны менее 300 А. Эти вещества, как правило, исследуют в виде жидких растворов и в растворенном состоянии они характеризуются очень широкими полосами поглощения, простирающимися в область наиболее коротких длин волн, достигаемых экспериментально. Для большинства спектрофотометров—это приблизительно 2000 А (большинство веществ, включая воздух и кварц, начинают поглощать вблизи 2000 А). Различия в формах полос поглощения нелегко связать со структурой. Незначительные изменения в структуре часто приводят к настолько ярким различиям в спектрах, что такие спектры можно отнести к совершенно различным структурам, как это показано, например, на спектрах цитозина и триптофана, приведенных ниже. [c.109]

Все три возможные формы I, II, III имеют различные спектры (рис. 30). На рис. 30 можно также видеть большое сходство спектров формы II и совершенно непохожего на цитозин соединения—триптофана [c.110]

Рис. 30. Спектр поглощения цитозина в трех различных состояниях ионизации i—форма I (рН=1) 2—форма II (рН=7,2) г—форма III (pH—14) 4—спектр совершенно непохожего соединения-триптофана.

Рис. XIV. 3. Изобестические точки при 234 и 272 нм для спектров поглощения водных растворов цитозина при различных pH

Дальнейшее изучение спектрофотометрического кислотного титрования ДНК (из зобной железы теленка) показало, что изменения в ее спектрах до начала денатурации (т. е. до начала быстрого возрастания оптического поглощения), которые происходят при pH 2,59 и 0 и при pH 3,32 и 30°, обусловлены протонированием цитозиновых остатков 1273]. Был сделан вывод, что при 0°, когда каждый адениновый и цитозиновый остатки протонированы, структура стабильна, а поэтому титрование обратимо вплоть до этой точки но в том случае, когда протонируются гуаниновые остатки, происходит денатурация (что находится в соответствии с ранними наблюдениями). Контролируемые изменения pH или температуры, приводящие к частичной денатурации, указывают на гетерогенность ДНК [273]. Однако определение области значений pH, при которых происходит денатурация, и изучение изменений значений рН1/2 (pH, при которых денатурация происходит на 50%) для ДНК, содержащих различные количества гуанина и цитозина, указывали на то, что, хотя кислотная денатурация при высокой ионной силе происходит скачкообразно, ее все же нельзя отнести к процессам типа все или ничего . Гетерогенность по составу сама по себе еще не объясняет расширения области структурного перехода при кислотной денатурации [274]. Можно ожидать, что, для того чтобы вызвать денатурацию при более низких температурах, необходима более высокая степень протонирования, причем кривые должны быть смещены в сторону более низких значений pH. Так, при 30° рН1 2 равен 3,07 (для ДНК из зобной железы теленка, ц = 0,1 М), а при 0° это значение снижается до 2,25. Увеличение содержания гуанин-цитозиновых пар также понижает pH, при которых происходит денатурация, но это смещение относительно мало [274]. [c.594]

Спектр раствора урацила в D2O или Н2О содержит дублеты при 4,21 и 2,3т, принадлежащие протонам при С-5 и С-6 соответственно (рис. 15.2,б), такие же, как в спектре цитозина. В растворе б-ДМСО (рис. 15.2, г) наблюдаются раздельные резонансные сигналы от протонов при N-1 и N-3 в области около —1,0 т [8] и небольшое дополнительное расщепление (около 1,5 Гц) сигнала от протона при С-5. Гроновиц и сотр. [15] обнаружили дублет дублетов от протонов при С-6 и дублет триплетов протона при С-5. По-видимому, из-за наличия следов примесей в образце авторы работы [8] не сумели понизить скорость обмена NH-протонов настолько, чтобы воспроизвести данные Гроновица. Очевидно, что протон при N-1 должен иметь значительно большую скорость обмена, чем протон при N-3, который обнаруживает в спектре спин-спиновую связь с протоном при С-5. Из данных этих измерений [8, 15] мы можем сделать вывод, что Яъ-щ— 7,5 Гц, /niH-hb 5,6 Гц, константы /кзн-Н5 и /niH-Hs равны - 1,5 Гц и константа приблизительно равна 0. [c.406]

Цитозин (343) и урацил (344) имеют особое значение, так как содержатся в нуклеиновых кислотах, и интенсивно изучались. Ранее считали, что ИК-спектр цитозина указывает на енольное строение (345) [95, 856], однако в более поздней работе доказана оксоструктура (343) [20]. Отнесения для цитозинов (343) и ура-цилов (344) даны в табл. ХЬ (об урацилах см. также [81, 517]). [c.568]

Хотя большинство исследований исключительно сильных водородных связей этого типа относятся к системам ОН- -О или иногда к ОН- -Ы, совершенно аналогичные результаты получаются в случае связей МН- - -О и ЫН- - -Ы при условии, что обеспечивается резонансная структура. Особенно благоприятным оказывается случай, когда две пары водородных связей расположены симметрично, так что перекрестный перенос протона по обеим связям приводит к очень малому или нулевому изменению энергии. Это обеспечивается, когда имеются две потенциальные ямы равной глубины, хотя при этом ничего неизвестно о высоте барьера. Примеры некоторых водородных связей ЫН---О значительной силы, возникающих при таких условиях, приведены Беллами и Рогашем [18], а также Рейном и Харрисом [161], которые исследовали ассоциацию гуанидина с цитозином. Не все эти системы образуют достаточно сильные связи, чтобы проявлялась полная картина спектра с полосами А, В и С, но эти полосы наблюдаются в спектре ацетилглицина, у которого осуществляются два типа водородной связи ОН- - -О (расстояние О- -О 2,56 А) и ЫН---0 (расстояние Ы- -О 3,03 А). Полоса С в спектре даже более интенсивна, чем полосы А и В, но скорее всего она обусловлена колебанием связи ОН- - -О. [c.297]

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]

Имеющиеся косвенные доказательства существования водородной связи между карбонильной группой при С-2 пиримидинового кольца и водородом гидроксильной группы при С-2 остатка рибозы можно разбить на две группы. Одна группа — это данные о различии физических свойств или химической реакционной способности для пиримидиновых нуклеозидов и их производных, в которых имеется гидроксильная группа при С-2 (например, уридин, уридин-З -фосфат, уридин-5 -фосфат) и производных, в которых эта гидроксильная группа отсутствует (например, 2 -дезоксиури-дин, уридин-2 -фосфат, алкилурацилы). Помимо уже упоминавшихся данных по УФ-спектрам производных уридина сюда относятся данные о различии констант ионизации для производных цитозина этих двух групп отличия в спектрах ЯМР пиримидиновых нуклеотидов 33, а также различие в скоростях протекания некоторых реакций рибо- и дезоксирибонуклеозидов (например, фотохимической гидратации производных цитидинакаталитического гидрирования и гидроксиламинолиза 9 производных уридина). [c.141]

В спектре меченного тяжелым азотом соединения пик, соответствующий протонам, связанным с азотом (или азотами) ядра, расщепляется на два симметричных пика. Это с несомненностью доказывает принадлежность обоих протонов к экзоциклической аминогруппе, а не к двум иминогруппам — циклической и экзоциклической. Таким образом, в настоящее время не вызывает сомнения, что различные производные цитозина в кристаллическом состоянии и в растворах присутствуют (практически полностью) в кетоаминоформе. [c.171]

На рис. 4.2 в качестве примера приводится сопоставление спектров ЯМР 1-метилцитозина, 9-этилгуанина и их эквимольной смеси в диметилсульфоксиде. Из данных, приведенных на рисунке, следует, что в образовании водородных связей участвуют протоны аминогрупп цитозина и гуанина и иминогруппы гуанина. Аналогичные изменения в спектрах ЯМР по сравнению со спектрами индивидуальных оснований происходят при смешении в этом же [c.219]

Сильная ассоциащ1Я наблюдается также между производными гипоксантина и цитозина. Константа ассоциации при 25° С в хлороформе для 2, 3 -бензилиден-5 -0-тритилинозина и 2, 3 -бензилиден-5 -0-тритилцитидина, по данным ИК-спектров составляет [c.226]

Легко видеть, что при 255 и 270 ммк вклад в изменение спектра от разрушения пар аденин-урацил и гуанин - цитозин при денатурации одинаков, в результате чего при денатурации изменение оптической плотности тРНК в этих точках не должно зависеть от нуклеотидного состава РНК-Гипохромный эффект при 255 ммк, вызванный разрушением пар оснований, может быть оценен по данным плавления двухспиральных комплексов (поли-А)-(поли-и) и (поли-С) (поли-С). Процентная [c.288]

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]

Расположение ацильной группы у экзоциклического атома азота подтверждается физико-химическими свойствами И-ацетилци-тидина . ИК-Спектры и спектры ЯМР однозначно показывают отсутствие в продукте реакции свободной ЫНг-группы и связь ацетильной группы с экзоциклическим заместителем, а не с азотом цикла. В УФ-спектре наблюдается характерный длинноволновый максимум в области 300 ммк. В ряду производных цитозина структура подтверждена и химическим методом при кислотном гидролизе 4-экзо-Н-бензоилцитозина наряду с цитозином и урацилом был идентифицирован бензамид [c.403]

По-видимому, введение метильной группы по С-5 в ядро цитозина оказывает аналогичное влияние на фотохимическое поведение цитозиновых производных. 5-Метил- и 5-оксиметилцитидины, а также их нуклеотиды более устойчивы к действию УФ-излучения, чем сам цитидин (квантовый выход превращения их при фотолизе 10 ). Фотопродукты этих соединений при нагревании их растворов или при выдерживании в кислой среде не регенерируют исходные соединения, т. е., по-видимому, фотопродукты не являются фотогидратами. УФ-Спектры этих фотопродуктов свидетельствуют о сохранении пиримидинового цикла 220. [c.668]

Изучение аминопиридинов с помощью титрования и спектро-фотометрических методов, осуществляемое так же, как в случае оксипиридинов, показывает, что аминоформа (—ЫНз) в этих соединениях приблизительно в 10 раз преобладает над имино-формой (=МН). Аналогичным образом аминопроизводные пиридина, такие, как цитозин, существуют преимущественно в амино-, а не в иминоформе. Положение инфракрасной полосы поглощения двойной связи углерод — азот в растворах ОгО также показывает, что цитозин существует преимущественно в аминоформе. [c.308]

Спектры ЭПР других облученных оснований (аденина, гуанина, урацила, цитозина) представляют собой синглеты, иногда с очень слабо разрешенной СТС [216] (рис. VI, 19, б—д). В облученных ну-клеозидах и нуклеотидах спектры ЭПР радикалов идентичны спектрам облученных оснований. Радиационный выход радикалов при облучении азотистых оснований лежит в пределах 0,1—1,5 1216], при облучении /)-рибозы при 300° К он равен 4 -f- 6, при 100° К G (R) = 2 -ь 4 (табл. VI.4). [c.311]

Спектры нуклеотидов очень похожи на спектры исходных пуриновых или пиримидиновых оснований, например спектр нуклеотида цитидиловой кислоты очень похож на спектр цитозина. Однако спектр нуклеиновой кислоты не представляет собой спектр суммы составляющих ее нуклеотидов. В типичных препаратах ДНК интенсивность поглощения может быть на 40% ниже, чем интенсивность, наблюдаемая в случае смеси соответствующих нуклеоти-доз94, 95 эффект известен под названием гипохромного эффек- [c.112]

Относительно недавно Барбер и Кларк [5] опубликовали данные по энергиям связи Nls- и С1 s-электронов, значения которых оказались различными для разных атомов азота и углерода в трех основаниях в нуклеиновых кислотах аденине, цитозине и тимине. Эти результаты схематично представлены на рис. 5.3. Авторы не привели полученных спектров, так что невозможно сказать что-либо о качестве их разрешения. Однако разрешить линии углерода и азота для всех сортов атомов этих элементов в спектрах столь сложных соединений без привлечения специальных методов разложения, по всей вероятности, очень трудно. [c.117]

Возможности применения метода ультрафиолетовой спектроскопии для идентификации неизвестных соединений особенно хорошо выявляются при изучении нуклеотидной последовательности в молекулах тРНК [38]. В процессе исследования получали индивидуальные рибонуклеотиды и определяли, какие именно — пуриновые или пиримидиновые основания содержатся в данном продукте аденин, гуанин, цитозин, урацил или их производные (так называемые минорные основания) [39]. Ультрафиолетовые спектры поглощения З -рибонуклеотидов этих четырех оснований приведены на рис. 9.15. Наличие системы сопряженных двойных связей в этих молекулах приводит к появлению полос поглощения между 190 и 280 нм. Их спектры поглощения [c.521]

Так, например, максимум длинноволновой полосы поглощения в спектре нейтрального водного раствора ГМФ находится при 255 нм, ЦМФ — при 271 нм, УМФ — при 262 нм, а АМФ — при 259 нм [40]. Простое определение положения первого максимума поглощения дает возможность более или менее определенно идентифицировать ГМФ и ЦМФ, тогда как сделать выбор между АМФ и УМФ таким путем довольно трудно. Однако с помощью спектров поглощения этих нуклеотидов при экстремальных значениях pH можно решить и эту задачу. При высоких значениях pH атомы водорода, связанные с атомами азота кольца, в случае урацила и гуанина диссоциируют, и это приводит к изменению я-электронной системы этих оснований. Поэтому спектры поглощения УМФ и ГМФ (но не ЦМФ и АМФ) при pH 7 и 12 сильно различаются (рис. 9.15). Таким образом, измерение спектров поглощения при pH 7 и 12 дает возможность сделать однозначный выбор между АМФ, ЦМФ, ГМФ и УМФ Для идентификации содержащихся в тРНК производных аде пина, цитозина, гуанина и урацила (т. е. минорных оснований) аналитическая процедура включает изучение спектров погло щения при низких значениях pH [41] с последующим сопостав лением результатов с данными, полученными другими методами и в частности методом бумажной хроматографии [42]. [c.522]

Изменение интенсивности поглощения света с длиной волны около 260 нм, наблюдаемое в спектре ДНК, молено понять на основе приведенных ниже рассуждений [52]. Поглощение при 260 нм связано с наиболее длинноволновыми я-> я -переходами аденина, гуанина, цитозина и тимина. При комнатной температуре величина поглощения в случае ДНК намного меньше на 40%) того поглощения, которого можно было бы ожидать, если бы спектральные свойства ароматических колец оснований в мононуклеотидах и в молекулах ДНК не различались. Гипохромизм, предсказываемый Тиноко для этой полосы поглощения, должен иметь место при условии, что днпольные. моменты [c.528]

ЧТО взаимодействие происходит и между молекулами салмого основания [9]. Тот факт, что изменения в растворимостях и коэффициентах активности существенны уже при относительно низких концентрациях (в наиболее благоприятных случаях 0,1 моль/л), указывает на то, что они вызваны скорее прямым взаимодействием между молекулами, чем иеспецифическим влиянием на растворитель. Важные доказательства этого были получены при наблюдении сдвигов в спектрах ЯМР протонов кольца оснований при возрастающих концентрациях последних [10]. Константы ассоциации, вычисленные из данных но растворимости и коэффициентов активности (типа приведенных на рис. 1), успешно объясняют зависимость положения сдвигов в спектрах ЯМР от концентрации. Эти константы не очень велики ( -5 л/моль для взаимодействия аденин — цитозин и 1 л/моль для тимин — урацил), но они указывают на то, что молекулы оснований взаимодействуют между собой существенно сильнее, чем с молекулами воды, присутствующими в большом избытке (55 моль/л). ]г[еблагоприятное изменение энтропии ассоциации отдельных молекул в разбавленном растворе значительно меньше для оснований, которые связаны с ковалентным остовом цепи нуклеиновой кислоты. Поэтому почти несомненно, что механизм, который ответствен за взаимодействие отдельных молекул основания, является главным фактором, обеспечивающим устойчивость простой или двойной спирали полинуклеотида в водном растворе. Так как детали механизма этого взаимодействия окончательно не установлены, его принято характеризовать неопределенным термином стекинг . [c.306]

Промежуточный продукт конденсации обнаруживает характерный спектр поглощения цитозина в ультрафиолетовом свете только после непродолжительной обработки разбавленной кислотой. Конденсация, вероятно, протекает через промежуточное образование уреида с открытой цепочкой, который при подкислении циклизуется в цитозин. Это поведение сходно с циклизацией цианацетмочевины с образованием 6-аминопиримидин-диола-2,4 [3, 4]. [c.242]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология