Нуклеиновые кислоты, разделение

Для электрофоретического разделения различных полинуклеотидов используют эффект молекулярного сита, присущий целому ряду гелей. Детальные исследования показали, что посредством электрофореза в гелях можно получить данные о некоторых характеристиках молекул нуклеиновых кислот. Так, например, методом электрофореза можно определить молекулярную массу того или иного полинуклеотида и установить, является ли он рибо- или дезоксирибонуклеотидом. Кроме того, можно выяснить, состоит ли данная молекула из одной или двух полинуклеотидных цепей, а в случае ДНК определить, какую форму имеет молекула — линейную или кольцевую. Несмотря на существование более точных физических и химических методов определения указанных свойств, электрофорез в некоторых отношениях имеет преимущество перед ними. Оно состоит в том, что электрофоретические методы относительно просты, требуют сравнительно недорогого оборудования и могут быть использованы в тех случаях, когда для анализа доступно лишь небольшое количество неочищенного материала. Некоторые физические параметры разделенных нуклеиновых кислот изучают, не прибегая к их элюции из гелей. Например, Роз-нер и др. [1115] исследовали тепловую денатурацию нуклеиновых кислот, разделенных путем электрофореза в гелях. Фраг- [c.368]

Нейман и Хенри i[910] для экстрагирования нуклеиновых кислот, разделенных в полиакриламидно-агарозном геле, применяли фенол. Измельченные участки геля суспендировали в [c.386]

При разделении нуклеиновых кислот используют те же методы, что и при фракционировании белков, однако имеются ограничения, обусловленные большим диапазоном величин молекулярной массы (2-10 —Ы0 ° Да), отклонениями от глобулярной формы, различиями в четвертичной структуре (двухнитевые, однонитевые, кольцевые), значительным отрицательным зарядом в нейтральной области pH. Поэтому методы гель-фильтрации и ионообменной хроматографии не получили широкого распространения при фракционировании нуклеиновых кислот и значительно уступают ультрацентрифугированию и электрофоретическому разделению в геле агарозы, полиакриламидном геле или их смеси. Поскольку величина отрицательного заряда нуклеиновых кислот и продуктов их расщепления мало зависит от pH, а отношение заряда к молекулярной массе сохраняется практически неизменным, разделение нуклеиновых кислот при электрофорезе определяется не их зарядом, а размером молекул. При наличии маркеров с известной молекулярной массой возможно определение молекулярной массы препаратов нуклеиновых кислот и их фрагментов. [c.171]

Наибольшее применение, как уже отмечалось, тонкослойная хроматография нашла в анализе органических соединений природного и синтетического происхождения. В настоящее время разработано большое количество методик разделения и определения различных классов органических веществ — от простейших углеводородов до витаминов, антибиотиков и нуклеиновых кислот. [c.140]

Второй раздел практикума ставит своей целью познакомить студентов с особенностями выделения, фракционирования, идентификации и количественного определения различных природных азотсодержащих < оединений. белков, пептидов, аминокислот, нуклеиновых кислот, нуклеотидов и пр Предлагаемые экспериментальные работы включают аиболее широко используемые в лабораторной практике современные методы разделения и анализа этих соединений различные виды электрофореза, хроматографии, спектрофотометрии, колориметрии и др. Работа проводится как на готовых коммерческих препаратах высоко- и низкомолекулярных азотсодержащих соединений, так и на препаратах, выделяемых студентами из различных тканей лабораторных животных. [c.79]

Фракционирование методом гель-проникающей хроматографии (ГПХ) основано на применении принципа молекулярного сита, т. е. разделение молекул происходит только по размерам и не зависит от химической природы компонентов. Это свойство отличает метод ГПХ от всех других методов, основанных на растворимости полимеров. Возможность разделения только по размерам особенно важна для сополимеров и полимерных веществ биологического происхождения (белков, нуклеиновых кислот и др.). [c.96]

Согласно той же формуле (18.4) коэффициент диффузии обратно пропорционален вязкости растворителя. Поэтому особенно высокого качества разделения удается достигнуть, проводя электрофорез в гелях, вязкость которых чрезвычайно высока. Для разделения белков и нуклеиновых кислот наиболее широко используются полиакриламидные гели (см. 8.5). С помощью электрофореза в таких гелях удается в один прием разделить десятки компонентов. В качестве иллюстрации на рис. 91 приведен результат разделения смеси фрагментов нуклеиновой кислоты разной длины от 40 до 72 нуклеотидных звеньев. Электрофорезу подвергались фрагменты, меченые радиоактивным фосфором После завершения разде- [c.331]

Возможность определения молекулярных весов полимеров обусловливает применимость гель-хроматографии для разделений в биохимических исследованиях [16], например при исследовании ферментов и гормональных препаратов, при выяснении структуры протеинов, в химии нуклеиновых кислот, при разделении вирусов и т. д. [c.351]

Фракционирование белков, нуклеиновых кислот и других макромолекул при центрифугировании в градиенте плотности сахарозы основано на различии в скорости седиментации молекул, пропорциональной их молекулярной массе. Фракции РНК, обладающие различной молекулярной массой, после центрифугирования распределяются в линейном градиенте концентрации сахарозы при этом благодаря значительной вязкости растворов сахарозы улучшается разделение и уменьшается возможность смешивания различных фракций. [c.172]

Ультрацентрифуги являются незаменимым средством изучения коллоидных систем определения размеров, формы, ассоциации и полидисперсности частиц,— а также важнейшим средством для препаративного разделения и выделения фракций с различными свойствами, в том числе вирусов, белков, нуклеиновых кислот. [c.379]

Поскольку разные ионы обладают разной подвижностью, на основе электрофореза возможно разделение веществ, молекулы которых могут быть заряжены. К их числу относятся важнейшие биополимеры— белки и нуклеиновые кислоты. Белки содержат, как правило, много NH2- и других групп, способных присоединять протоны и тем самым заряжаться положительно. Они содержат также много карбоксильных групп (СООН), которые, ионизуясь, дают отрицательно заряженные ионы СОО . Степень протонирования и степень ионизации отдельных групп, а следовательно, и заряд белковой молекулы зависят от pH среды. В кислой среде белки заряжены положительно, в щелочной — отрицательно. Нуклеиновые кислоты содержат остатки фосфорной кислоты, которые уже в слабо кислой, а тем более в нейтральной и щелочной средах ионизированы, т. е. несут отрицательный заряд, в связи с чем нуклеиновые кислоты находятся в растворе в виде полианионов. Поэтому электрофорез является важнейшим методом препаративного разделения и анализа смесей белков и смесей нуклеиновых кислот. [c.330]

Среди лабораторных методов очистки, фракционирования и анализа структуры белков, нуклеиновых кислот и их компонентов совокупность различных хроматографических методов занимает центральное место. Ни один другой метод не может сравниться с хроматографией по широте количественного диапазона. Начиная от препаративных колонок объемом в несколько литров, на которых можно вести фракционирование граммовых количеств препарата на первых этапах выделения фермента, через разделение близких по своей природе компонентов очищенной смеси веществ, количество которых измеряется миллиграммами или долями миллиграмма, этот диапазон простирается до микроанализа аминокислотного состава белка, когда на колонку вносят сотые доли микрограмма исходного гидролизата. Вне конкуренции остается и разнообразие физико-химических параметров, по которым может осуществляться хроматографическое фракционирование молекулярные размеры, вторичная или третичная структура биополимеров, растворимость, адсорбционные характеристики молекул, степень их гидрофоб-ности, электрический заряд и, наконец, биологическое сродство к другим молекулам. [c.3]

В настоящее время этот метод используется для разделения, идентификации и количественного определения таких сложных веществ, как смеси углеводородов, ароматических карбоновых кислот, стероидов, гербицидов, пестицидов, антибиотиков, различных красителей и их полупродуктов, алкалоидов, различных компонентов нуклеиновых кислот. [c.69]

Наконец, следует указать, что если количество оседаю--щего вещества достаточно велико, седиментометры и специальные препаративные ультра центрифуги могут быть использованы для препаративного разделения и выделения фракций с различными размерами частиц или молекул. В последние годы препаративные ультрацентрифуги широко применяются при выделении и очистке вирусов и входящих в их состав нуклеиновых кислот и белков. [c.47]

Разделение различных фракций РНК, ДНК и их гибридов основано на различии в прочности сорбции одно- и двухнитевых молекул нуклеиновых кислот прочность сорбции фрагментов нуклеиновых кислот повышается с увеличением их длины. Десорбция вызывается увеличением концентрации фосфатного буфера. [c.171]

Цепными реакциями помимо реакций с галогенами и процессов термического распада являются многие реакции окисления органических и неорганических веществ кислородом, а также процессы полимеризации мономеров, содержащих двойные связи. Например, полимеризация амида акриловой кислоты СН 2 = СН — ONHg, которая в последние годы нашла широкое применение в биохимии для получения полиакриламидных гелей, позволяющих эффективно проводить разделение сложных смесей белков и нуклеиновых кислот. [c.317]

Основные изменения, внесенные нами, учитывают последние работы в области химии нуклеиновых кислот [2, 3]. Все операции проведены с помощью отечественных ионитов—КУ-1, КУ-2 и АВ-17. Для ускорения процесса выделения и очистки нуклеотидов применена двойная хроматография — предварительное разделение и окончательная очистка. [c.94]

Современная биохимия, занимающаяся исследованием химических реакций, которые протекают в живых клетках, представляет настолько широкую и сложную область, что включает в себя почти все отрасли химии и биологии. Создание вводного курса по этому предмету — весьма нелегкая задача, и я никогда бы за нее не взялся, если бы стремился только улучшить существующие учебники. Но я убежден, что курс биохимии, предназначенный для широкого круга студентов и преподавателей, должен быть создан на принципиально новой основе. Вместо того, чтобы делить книгу на части, посвященные описанию отдельных классов химических соединений — белков, нуклеиновых кислот, липидов и углеводов, — я опирался при таком разделении на типы химических реакций, протекающих в клетках. Неизменно подчеркивая биологические аспекты рассматриваемых явлений, я стремился проследить химическую основу различных физиологических явлений. [c.7]

Широкое распространение при исследовании и разделении белков, нуклеиновых кислот, аминокислот, жирных [c.109]

На скорость движения частиц сильно влияет состав раствора, в частности pH, что используют для повышения селективности. Главная область применения электрофореза — биохимический анализ (разделение белков, нуклеиновых кислот, ферментов, алкалоидов). [c.255]

Если бы удалось полностью элюировать с сорбционного слоя продукты расщепления нуклеиновых кислот, разделенных методом ХТС, то комбинация этого метода с УФ-спектрофотометрией обеспечилд бы количественный анализ нуклеиновых кислот. Весьма перспективной кажется комбинация метода ХТС с электрофорезом в тонких слоях [39] (см. стр. 430) [c.452]

Один из сложных и до сих нор неразрешенных вопросов препаративной химии нуклеиновых кислот — разделение на химически индивидуальные вещества. ДНК клетки является элементом памяти , в котором запасена генетическая информация поэтому все молекулы ДНК (а число их в бактериальной клетке, ио-видилгому, порядка 100—200, а в клетке высшего организма [c.256]

Методы электрофоретического разделения в полиакриламидном и агарозополиакриламидном гелях широко используются в настоящее время для фракционирования нуклеиновых кислот. Преимуществом этих методов является их простота и возможность контролировать ве-нДичину пор геля. При наличии маркёров с известной молекулярной массой или коэффициентом седиментации очи могут быть использованы для характеристики относительной молекулярной массы выделенных препаратов нуклеиновых кислот. [c.173]

Эти процессы приводят к образованию рацемических смесей. Однако считается, что при спонтанной кристаллизации происходило разделение смесн. Наиболее вероятно, что разделение проходило случайным образом. Видимо, определяющую роль в разделении оптически активных соединений путем селективного комплексоебразования одного определенного стереоизомера играли минералы, как, например, природные асимметричные кристаллы кварца, и ионы металлов. В конце К01Щ0В, стереоселективная полимеризация олефинов на поверхности металлов (катализаторы Циглера — Натта) представляет собой хорощо изученный промышленный процесс для получения изотактических полимеров. Известно также, что связывание ионов металлов весьма важно для многих биохимических превращений. Такое связывание существенно для поддержания нативной структуры нуклеиновых кислот и многих белков и ферментов. Процесс отбора оптических изомеров мог происходить вследствие других физических явлений, например взаимодействие с радиоактивными элементами, радиация или космические лучи. Недавно проведенные эксперименты с стронцием-90 показывают, что D-ти-роэин быстрее разрушается, чем природный L-изомер. Весьма заманчиво привлечь эти факторы для объяснения происхождения диссимметричности в процессах жизнедеятельности. [c.186]

Разделение неорганических соединений проводят на неорганических ионитах (цеолитах, гидроксидах алюминия, железа и др.) или смолах (сополимерах стирола с дивинилбензолом). Для разделения биополимеров (белков, нуклеиновых кислот и др.) применяют крупнопористые иониты — производные целлюлозы и полидекстрана. Для хроматографического разделения катионов применяют сильнокислотные катиониты. Соединения кислотного характера в виде анионов разделяют на сильноосновных анионитах. Требуемую основность или кислотность ионитов достигают путем обработки их соответствующими буферными растворами. [c.360]

ONH2, которая в последние годы нашла широкое применение в биохимии для получения полиакриламидных гелей, позволяющих эффективно проводить разделение сложных смесей белков и нуклеиновых кислот. [c.404]

Последние годы ознаменовались огромными успехами в изучении строения и функций важнейших биологически активных полимеров. Благодаря развитию новых методов разделения н очистки веществ (различные методы хроматографии, электрофореза, фракционирования с использованием молекулярных сит) и дальнейшему развитию методов рентгеноструктурного анализа и других физико-химических методов исследования органических соединений стало возможным определение строения сложнейших природных высокомолекулярных соединений. Изучено строение ряда белков (работы Фишера, Сейджера, Стейна и Мура). Установлен принцип строения нуклеиновых кислот (работы Левина, Тодда, Чаргаффа, Дотти, Уотсона, Крика, Белозерского) и экспериментально доказана их определяющая роль в синтезе белка и передаче наследственных признаков организма. Определена последовательность нуклеотидов для нескольких рибонуклеиновых кислот. Широкое развитие получили работы по изучению строения смешанных биополимеров, содержащих одновременно полисахаридную и белковую или липидную части и выполняющих очень ответственные функции в организме. [c.53]

Примеры использования оксиапатита для разделения одно- и двунитевых молекул нуклеиновых кислот и соответствующие практические рекомендации будут приведены в следующих разделах. Общее рассмотрение сорбции НК на оксиапатите закончим указанием на то, что на 1 мл уиакованного оксиапатита можно сорбировать 0,2—0,5 мг ДНК, однако для целей фракционирования ие следует превышать первой из этих цифр. Присутствие ЭДТА и цитрата препятствует сорбции, по-видимому, за счет блокирования кальция на поверхности сорбента. Следует упомянуть о том, что в аналитических опытах при избытке сорбента не только элюцию, но и исходную сорбцию НК на оксиапатите следует производить достаточно медленно, например в течение 30 мин, с тем чтобы дать возможность молекулам ДНК или РНК отыскать наиболее благоприятное для сорбции расположение на поверхности сорбента. [c.230]

Тонкослойная хроматография (ТСХ английское TL ) и предшествовавший ей метод хродгатографии на бумаге до середины 70-х годов занимали центральное место в исследованиях структуры белков и нуклеиновых кислот. В последнее десятилетие эти методы были явно оттеснены электрофорезом и высокоэффективной жидкостной колоночной хроматографией при высоком давлении. Оба метода превосходят ТСХ но разрешающей способности, а второй из них — и по скорости анализа. Кроме того, в результате ЖХВД экспериментатор получает уже разделенные жидкие фракции исходного препарата, в то время как после ТСХ ему надо еш,е локализовать пятна на пластинке, а в случае необходимости дальнейшего анализа — выполнить длительные операции элюции из них веш,ества. Точное и проводимое в ходе самого фракционирования определение микроколичеств вещества во фракциях прп ЖХВД, которое позволяют осуществить высокочувствительные детекторы и интегрирующие устройства современных жидкостных хроматографов, оставляет далеко позади соответствующие возможности ТСХ — ввиду плохой воспроизводимости процессов элюции из пятен и высокого уровня фона или самопоглощения в слое носителя при использовании оптических, флюоресцентных и радиоактивных методов оценки количества вещества в пятнах на пластинке без его элюции. Наконец, в препаративном варианте фракционирования количественные возможности ТСХ на несколько порядков меньше, чем у обычной колоночной хроматографии и даже у электрофореза. [c.457]

Что касается самого процесса ТСХ, то здесь можно усмотреть далеко идущую аналогию с жидкостной хроматографией на колонках. Неподвижную фазу образует н идкость, связанная со слоем фиксированного на подложке гранулированного сорбента, свойства и характеристики которого близки, а иногда даже идентичны таковым для материалов, используемых в качестве носителей неподвижной фазы в колоночной хроматографии. Здесь используются те же производные целлюлозы или силикагеля, к которым надо добавить только полоски ацетилцеллюлозы. Подвижную фазу образует жидкий элюент с аналогичными, рассмотренным ранее свойствами. Неизменной остается и сущность хроматографического процесса, базирующегося на равновесном распределении вещества между неподвижной и подвижной фазами. Как и в любом хроматографическом процессе (гель-фильтрация в тонком слое была рассмотрена в гл. 4), для целей хроматографического фракционирования это распределение должно быть сильно сдвинуто в пользу неподвижной фазы. Из всех вариантов хроматографпп для разделения компонентов белков и нуклеиновых кислот методом ТСХ (сами биополимеры очень редко выступают здесь в качестве объектов) практически пспользуют только два нормальнофазовую распределительную и ионообменную. [c.458]

Данный метод является одной из модификаций метода Шмидта и Таннгаузера. Разделение РНК и ДНК в результате щелочного гидролиза осуществляется после предварительного выделения нуклеиновых кислот из биологического материала. [c.166]

Ионообменную хроматографию широко применяют в медицине, биологии, биохимии [11—15], для контроля окружающей среды, при анализе содержания лекарств и их метаболитов в крови и моче, ядохимикатов в пищевом сырье, а также для разделения неорганических соединений, в том числе радиоизотопов, лантаноидов, актиноидов и др. Анализ биополимеров (белков, нуклеиновых кислот и др.), на который обычно затрачивали часы или дни, с помощью ионообменной хроматографии проводят за 20-40 мин с лучшим разделением. Применение ионообменной хроматографии в биологии позволило наблюдать за образцами непосредственно в биосредах, уменьшая возможность перегруппировки или изомеризации, что может привести к неправильной интерпретации конечного результата. Интересно использование данного метода для контроля изменений, происходящих с биологическими жидкостями [11]. Применение пористых слабых анионообменников на силикагелевой основе позволило разделить пептиды [12]. [c.32]

Принципиальными отличиями эксклюзионной хроматографии от других вариантов являются заранее известная продолжительность анализа в конкретной используемой системе, возможность предсказания порядка элюирования компонентов по размеру их молекул, примерно одинаковая ширина пиков во всем диапазоне селективного разделения и уверенность в выходе всех компонентов пробы за достаточно короткий промежуток времени, соответствующий объему У . Хотя данный метод применяют, главным образом, для исследования ММР полимеров и анализа макромолекул биологического происхождения (белки, нуклеиновые кислоты и т.д.), указанные особенности делают его чрезвычайно перспективным для анализа низкомолекулярных примесей в полимерах и предварительного разделения проб неизвестного состава. Получаемая при этом информация существенно облетает выбор наилучшего варианта ВЭЖХ для анализа данной пробы. Кроме того, микропрепаративное эксклюзионное разделение часто используют в качестве первого этапа при разделении сложных смесей путем комбинации различных видов ВЭЖХ. [c.42]

Для ВЭЖХ используют фракции сферона с размером зерен менее 25 мкм, которые очень желательно дополнительно седиментировать. С 1985 г. начат выпуск сорбентов сферой микро с размером зерен 12, 16 и 20 мкм, которые отличаются более узким распределением по размеру частиц и повышенной механической прочностью. В литературе приведено много примеров использования сферонов для разделения гидрофильных полимеров, белков, нуклеиновых кислот и других биологических объектов. При этом неоднократно наблюдали заметную адсорбцию некоторых биополимеров на матрице геля, что иногда повышает эффективность разделения. [c.105]

ОЧИСТКА и РАЗДЕЛЕНИЕ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ (по Шмидту и Таннгаузеру, в прописи Г. П. Георгиева) [c.58]

Все перечисленные изомеры мононуклеотидов хорошо известны. Смесь 2 - и З -фосфатов образуется при гидролизе рибонуклеиновых кислот наилучшим с препаративной точки зрения является щелочной гидролиз. Как будет подробно рассмотрено ниже, образование смеси 2 - и З -фос-фатов является следствием механизма гидролиза нуклеиновых кислот, и поэтому принципиально невозможно направить этот процесс таким образом, чтобы получить только 2 - или только З -замещенные изомеры. Эти изомеры с чрезвычайной легкостью переходят один в другой, и их разделение стало возможным лишь в последнее время в связи с развитием техники ионообменной хроматографии. [c.215]