Полинуклеотиды биосинтез

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ (полинуклеотиды), биополимеры, осуществляющие хранение и передачу генетич. информации во всех живых организмах, а также участвующие в биосинтезе белков. [c.297]

В этом разделе рассматриваются основные ферменты биосинтеза нуклеиновых кислот, поскольку многие нз них широко используются в химико-ферментативном синтезе полинуклеотидов. Среди этих ферментов особый интерес представляют полимеразы и лигазы. [c.348]

Однако, несмотря на отмеченные здесь трудности, некоторые олигонуклеотиды и их мономеры все же были успешно разделены (см. литературу, приложение XV). Дело обстоит гораздо проще, когда речь идет о полимерах одного нуклеотида. При исследовании влияния длины цепи олигонуклеотидов на биосинтез белка потребовались олигонуклеотиды определенных размеров. Для этого синтетический полинуклеотид (применявшийся в качестве искусственной информационной РНК) частично гидролизовали ферментативным путем, а затем хроматографировали [81]. Например, из полиуридиловой кислоты на сефадексе 0-200 удалось получить фракцию со средней степенью полимеризации от 42 до 132, а на 0-75 —фракции со степенью полимеризации от 5,8 до 42. [c.223]

Изучение биосинтеза нуклеиновых кислот сводится к изучению нескольких отдельных процессов — биосинтеза пуриновых и пиримидиновых колец, возникновения углеводного компонента и затем биосинтеза самих полинуклеотидов. [c.166]

Аналогичные закономерности наблюдаются при катализированном ферментами синтезе (биосинтезе) полимеров. Мономеры в этом случае являются бифункциональными соединениями, ио вследствие высокой специфичности катализатора оказывается возможным взаимодействие лишь одной из функциональных групп мономера с определенным концом растущей полимерной цепи. Например, фермент полинуклеотид-фосфорилаза, с помощью которого происходит биосинтез полирибо-нуклео1идов из нуклеозиддифосфатов, катализирует взаимодействие концевой З -ОН группы растущей полинуклеотидной цепи с пиро-фосфатной связью в мономере [c.365]

Другие природные макромолекулярные соединения — нуклеиновые кислоты (сокращенно НК) — имеют огромное биологическое значение. Они осуществляют перенос генетической информации в живых существах от одного поколения к другому посредством управления точным ходом биосинтеза белков в клетках протеосинтеза). С химической точки зрения НК являются полинуклеотидами (разд. 7.5.1.2). [c.216]

Термин Г. впервые предложил В. Иогансен в 1909 для обозначения дискретных наследств, факторов, открытых Г. Менделем в 1865. Значит, прогресс в изучении тонкой структуры и закономерностей функционирования Г. связан с развитием методов генетической инженерии, позволяющих выделять индивидуальные Г. и получать их в препаративных кол-вах. Разработка способов расшифровки первичной структуры РНК, а позднее и ДНК, а также познание осн. механизмов биосинтеза нуклеиновых к-т в клетке открыли возможность искусств, синтеза Г. В 1967 А. Корн-берг впервые осуществил ферментативный синтез биологически активной ДНК фага XI74, содержащей 5 Г. В том же году X. Корана завершил полный хим. синтез двухцепочечного полинуклеотида (в одной цепи 199 нуклеотидов), соответствующего бактериальному Г., к-рый кодирует тиро-зиновую транспортную РНК. Однако применение хим. методов для синтеза Г. эукариот затруднено, в частности из-за очень большого их размера. Для этих целей более перспективно совместное использование хим. и ферментативных методов. [c.517]

Н.-мономерные звенья и промежут. продукты биосинтеза нуклеиновых кислот и нуклеотидкоферментов (см. Коферменты), участники мн. др. процессов в обмене в-в (см., напр., Аденозинфосфорные кислоты), исходные в-ва для хим. и хим.-ферментативного синтеза олиго- и полинуклеотидов. Они широко применяются в биол. исследованиях. Так, мн. нуклеозид-5 -трифосфаты, модифицированные по моносаха-ридному остатку (с заменой гидроксила в положении 3 на атом Н, др. атом или группу), включаются с помощью полимераз в цепь нуклеиновой к-ты, обрывая ее рост (терми-нация цепи). Благодаря этому такие Н. широко используют при выяснении первичной структуры нуклеиновых к-т (метод Сенгера). [c.305]

Принимая во внимание это обстоятельство, в настоящее время ГРЧ синтезируют методами генетической инженерии в специально сконструированных клетках бактерий. Будучи синтезированным в клетках Е. соИ, ГРЧ содержит дополнительный остаток метионина на НгН-конце молекулы. Биосинтез ГРЧ из 191 аминокислотного остатка бьш осуществлен в 1979 г. Д. Гедделем с сотрудниками. Сначала клонировали двунитевую кДНК далее путем расщепления получали последовательность, кодирующую аминокислотный порядок гормона, за исключением первых 23 аминокислот, — с фен (—NH2) до лей (23), и синтетический полинуклеотид, соответствующий аминокислотам от первой до двадцать третьей со стартовым ATG-кодоном в начале. Затем два фрагмента объединяли и подстраивали к паре 1ас-промоторов и участку связывания рибосом. Конечный выход гормона составил 2,4 мкг на 1 мл культуры, что составляет 100 000 молекул гормона на клетку. Полученный гормон на конце полипептидной цепи содержал дополнительный остаток метионина и обладал значительной био- [c.138]

Если представить, что две спаренные нити-слирали ДНК отделяются одна от другой и попадают в среду, где происходит биосинтез полинуклеотидов из мононуклеотидов, то можно ожидать, что благодаря специфическому спариванию оснований около каждой полинуклеотидной цепи будет образовываться совершенно аналогичная ей вторая цепь, т. е., другими словами, воспроизведется исходная двойная спираль. [c.261]

Следует сказать, что в настоящее время можно считать твердо установленными следующие этапы процесса биосинтеза белка. Аминокислоты активируются для синтеза б слка через образование ам ино-ациладенилатов, прочно связанных со специфическими ферментами, которые используют энергию АТФ. За этим процессом следует перенос аминокислоты к иизкомолекуляр ному полинуклеотиду, который способен связывать аминокислоты. Наконец, эти промежуточные продукты (или их активные фрагменты) внедряются в микросомный рибонуклео-протеид, что зависит от -другого нуклеотида — ГТФ. [c.265]

Инициация в процессе биосинтеза белка означает не просто начало элонгации. Прежде всего, так как начало кодирующей последовательности мРНК не совпадает с началом полинуклеотидной цепи, а всегда находится, отступя от ее 5 -конца (иногда на значительное расстояние), необходимо точное узнавание первого кодона на внутренней части цепи. Это узнавание определяет не только начало полипептидной цепи, которая синтезируется, но и задает фазу всего дальнейшего считывания мРНК по триплетам, т. е. абсолютно критично для всей аминокислотной последовательности полипептида. Другими словами, именно инициация определяет фиксированную точку на матричном полинуклеотиде, с которой начинается отсчет триплетов без запятых (см. гл. А.П). [c.221]

Все биологические процессы осуществляются при непременном участии белков. Они служат регуляторами генетической функции нуклеиновых кислот, в качестве ферментов участвуют во всех стадиях биосинтеза полипептидов, полинуклеотидов и других соединений, катализируют все метаболические процессы. Особые сократительные белки ответственны за клеточные и внутриклеточные движения. В комплексе с липидами белки вхбдят в состав мембран, обеспечивая активный транспорт метжолитов в клетку и из нее. Белки служат для запасания и перешса кислорода. Низкомолекулярные полипептиды, гормоны, Стимулируют функциональную активность в клетках других тканей и органов. Белки осуществляют иммунологическую функцию, защищая организм от чужеродных соединений. Они входят в состав кожи, волос, соединительных тканей, костей и т. д., выполняя динамическую опорную функцию, обеспечивая тем самым взаимосвязь органов, их механическую целостность н защиту. Это далеко не полный перечень осуществляемых белками функций. [c.5]

Очевидно, что многие нуклеозиды являются интермедиатами в биосинтезе н расщеплении нуклеотидов и полинуклеотидов. В дополнение к так называемым спонгонуклеозидам (термин, применяемый к модифицированным пуриновым нуклеозидам, полученным из карибской губки ryptotethya rypta), которые являются производными арабинозы, многие антибиотики являются производными нуклеозидов, часто имеющих модифицированные углеводные остатки они будут детально обсуждаться позднее. Нуклеозиды сравнительно легко выделить из химических или ферментативных гидролизатов природных полинуклеотидов условия и практические детали этого процесса можно найти в общих учебниках по нуклеиновым кислотам [2, 7, 24]. Все коммерчески доступные образцы основных нуклеозидов получены этим путем. Для выделения больщих количеств таких нуклеозидов наиболее целесообразно применение относительно грубого фракционирования, основанного на различной растворимости, и методов ионного обмена. Для выделения малых количеств модифицированных нуклеозидов либо из природного источника, либо полученных в результате химического синтеза, пригодны многочисленные более эффективные методы, и они будут обсуждаться отдельно. Наконец, следует помнить, что выделение нуклеозидов часто осуществляют дефосфорилированием нуклеотидов [25], выделение и разделение которых не будет рассматриваться в настоящей главе. [c.72]

Экстракты из тканей животных содержат фермент, осуществляющий добавление нуклеотидильных звеньев к концам полинуклеотидных цепей. Обычная ДНК-полимераза требует присутствия всех четырех дезоксирибонуклеозидтрифосфатов, ионов магния и ДНК-затравки, представляющей собой одноцепочечный полинуклеотид, на котором собирается новая, комплементарная цепь. Поэтому фермент можно назвать репдикациопным ферментом его активность подавляется при отсутствии одного или нескольких трифосфатов. Второй фермент, описанный в 1962 г. [46], катализирует включение концевых нуклеотидных звеньев в молекулу ДНК-затравки за счет отдельных трифосфатов. Он не стимулируется добавлением остальных трех трифосфатов, но цистеин усиливает его активность. Его можно назвать концевым или терминальным ферментом [47, 48] его можно использовать при биосинтезе полидезоксиадениловой кислоты [491. [c.211]

В ряде опытов был изучен фосфоролиз, т. е. обращение реакции полимеризации [158, 166, 168]. Для этого используемый полинуклеотид инкубировали с ферментом в присутствии избытка неорганического фосфата, что приводило к образованию нуклеозиддифосфатов в результате последовательного отщепления моно-нуклеотидных единиц. Оказалось, что легко фосфоролизируются не только полимеры, полученные путем биосинтеза, но и обладающие затравочной активностью олигонуклеотиды. Динуклеотиды же и динуклеозидмонофосфаты, как и следовало ожидать, не поддаются фосфоролизу. РНК вируса табачной мозаики и высокополимерная РНК дрожжей могут легко подвергнуться фосфоролизу, но если дрон<жевую РНК предварительно обрабатывают щелочью, то фосфоролиз протекает медленно. Медленно протекает и фосфоролиз многочисленных тяжей, образованных, например, из поли-А и поли-У. Неполностью (па 20—30%) протекает фосфоролиз транспортной РНК клеточной цитоплазмы, что можно объяснить особенностями вторичного строения s-PHK. По-видимому, фосфоролиз затрагивает преимущественно концевые группы. [c.256]

Последующий этап ознаменован бурным развитием исследований нуклеиновых кислот, в ходе которых тесно переплетались и взаимно обогащали друг друга результаты, полученные биологами, физиками и химиками. В этот период изучены биосинтез нуклеино вых кислот (Корнберг, Очоа), механизм передачи и реализации генетической информации (Крик, Жакоб, Моно, Ннренберг). Большое внимание уделялось физической и синтетической химии нуклеиновых кислот (Доти, Корана). В исследованиях широко использовались природные и синтетические олиго- и полинуклеотиды, что позволило выяснить ряд структурных и функциональных особенностей нуклеиновых кислот, однозначно установить код белкового синтеза. [c.14]

Общепринятая схема биосинтеза белка требует присутствия в цитоплазме живой клетки особого вида РНК, нуклеотидная последовательность которой определяет аминокислотную последовательность синтезируемого белка. Справедливость этой схемы была подтверждена получением в бесклеточной системе белкового синтеза полипептидов определенной аминокислотной последовательности в присутствии синтетических полинуклеотидов (см. стр. 83) и специфических вирусных белков в присутствии РНК вирусов. Однако до сих пор из нормальной клетки не удалось получить в индивидуальном состоянии РНК, которая была бы способна вызывать синтез определенного белка при взаимодействии с рибосомами и аминоацил-тРНК. [c.40]

Реакция оксиметилирования оснований нуклеиновых кислот, хотя и не может, очевидно, быть применена для полинуклеотидов из-за жестких условий обработки, все же заслуживает здесь рассмотрения, поскольку она в какой-то мере моделирует процесс биосинтеза 5-оксиметилпроизводных из формальдегида и цитидиловой и уридиловой кислот Довольно хорошие выходы 5-оксиметил-уридина IXa и 5-оксиметилдезоксиуридина 1X6 удается получить при кипячении нуклеозидов с формальдегидом в присутствии 0,5 н. соляной кислоты При более низкой температуре (50° С), использовании большого избытка формальдегида и при такой же кислотности среды из дезоксиуридин-5 -фосфата практически количественно получается 5-оксиметилдезоксиуридин-5 -фосфат 1Хв. [c.322]

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]

Однако в настоящем обзоре мы не будем останавливаться на значении простейших нуклеиновых кислот и все внимание обратим на полинуклеотиды, т. е. на те нуклеиновые кислоты, которые слагаются из очень большого количества нуклеотидов и имеют большие высоконолимерные молекулы. Как раз эти нуклеиновые кислоты и привлекают к себе сейчас пристальное внимание исследователей. Экспериментальные данные указывают на то, что они связаны с явлениями наследственности, а также с биосинтезом белка. [c.46]

БИОСИНТЕЗ НУКЛЕОТИДОВ. НУКЛЕОТИ Д Ангидриде В И ПОЛИНУКЛЕОТИДОВ [c.300]

Гл. 5. Биосинтез нуклеотидов, нуклеотидангидридов и полинуклеотидов [c.306]

При биосинтезе полинуклеотидов, как и при биосинтезе. мононуклеотидов, необходимо различать механизмы ферментативных реакций in vitro, одни из которых по функциям являются в основном катаболическими, а другие действительно отражают пути биосинтеза de novo нуклеиновых кислот in vivo. Некоторые ферменты. [c.314]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология