Нуклеиновые кислоты структура, влияние температур

Измерение спектров дисперсии оптического вращения (ДОВ) и кругового дихроизма (КД) получило широкое распространение как метод конформационного анализа оптически активных соединений. Особенно методы ДОВ и КД используются в органической химии, биохимии, энзимологии и молекулярной биологии. Данными методами исследуются белки, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, стероиды, углеводы и полисахариды, вирусы, митохондрии, рибосомы, фармакологические средства, синтетические полимеры, координационные соединения, неорганические и редкоземельные комплексы, кристаллы, суопензии и пленки и т. п. и решаются следующие задачи 1) определение по эмпирическим пра вилам конформации и ее изменений под действием различных физико-химических воздействий 2) изучение механизма и кинетики химических реакций (особенно ферментативных) 3) получение стереохимических характеристик 4) измерение концентраций оптически активных веществ 5) определение спиральности макромолекул 6) получение электронных характеристик молекул 7) исследование влияния низких температур на конформацию соединений 8) влияние фазовых переходов типа твердое тело — жидкость — газ на изменение структуры. [c.32]

В природе синтез белков всегда направлен на формирование определенной первичной структуры и протекает в водных средах при обычных температурах в соответствии с универсальным генетическим кодом под влиянием специфических ферментов. Основная схема этого процесса в настоящее время уже известна. Всю генетическую информацию, обеспечивающую формирование определенной первичной структуры полипептидных цепей и макромолекул белка, несут важнейшие биополимеры, относящиеся к классу сложных полиэфиров, - нуклеиновые кислоты. Эта информация определяется последовательностью соединения друг с другом различных нуклеотидных оснований - звеньев этого полимера. [c.349]

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ВТОРИЧНУЮ СТРУКТУРУ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ [c.222]

Нагревание и титрование кислотами помогают завершить разрушение Н-связей. Эту процедуру описали Кавальери и Розенберг [358]. Они показали, что такое поведение находится в соответствии со структурой нуклеиновых кислот, предложенной Уотсоном и Криком. Они установили далее, что температура этого перехода в растворителях, молекулы которых могут образовывать Н-связь, ниже, чем в инертных растворителях, так что эти два фактора действуют в одном и том же направлении. Денатурация может происходить также вследствие ионизации аминогрупп [23], влияние радиации на ДНК объясняют разрывом Н-связей [454, 2147а]. Механические напряжения также могут повести к разрыву Н-связей и к денатурации белков [1105]. [c.276]

Связывание металлов с фосфатными группами можно было бы изобразить линией, проходящей через точки, которые не выходят из интервала значений 2<рМч2<4. Таким образом, можно ожидать, что ионы, расположенные на фиг. 78 в левой половине оси абсцисс, связываются в основном с фосфатными группами нуклеиновых кислот, а расположенные в правой половине— с атомами азота оснований. В природных рибонуклеиновых кислотах встречаются значительные количества двухвалентных ионов, роль которых в образовании двух- и трехцепочечных спиралей полирибонуклеотидов была рассмотрена в разд. 3 гл. XIX. Присутствие ионов металлов увеличивает температуру перехода спираль — клубок. Возможно, эти ионы увеличивают стабильность спиральной структуры, ослабляя электростатическое отталкивание между фосфатными группами и способствуя образованию внутримолекулярных связей. В двухспиральной структуре ДНК азотистые основания менее доступны влиянию окружающей среды, чем в РНК, и благодаря этому ионы металлов легче связываются с фосфатными группами. Результаты некоторых экспериментов указывают на то, что ноны меди, реагируя с основаниями, разрушают спиральную структуру и, следовательно, понижают температуру перехода. Другие двухвалентные ионы переходных металлов и щелочноземельные металлы повышают температуру перехода ДНК, вероятно, в основном за счет нейтрализации зарядов фосфатных групп. Ряд данных свидетельствует о том, что такие ионы металлов, как ферро-ионы, специфически связываются с некоторыми участками молекул нуклеиновых кислот. Связывание ионов металлов с ну-клеопротеидами изучено сравнительно слабо. [c.408]

За исключением влияния молекулярного веса иа вязкость, седиментацию и связанные с ними физические свойства [347—349[, транспортные рибонуклеиновые кислоты по своему поведению сходны с микросомальиыми нуклеиновыми кислотами (рис. 8-34), хотя их нуклеотидный состав совершенно различен. Изменения коэффициента экстинкции и оптического врашения с изменением температуры вновь указывают на суш,ествование структуры, связанной водородными связями [344, 349, 352], и это подтверждается низкой скоростью реакции с формальдегидом [349[. То, что их структура несколько более стабильна и более упорядочена, чем у микросомальных РНК, видно из того факта, что они имеют более высокую температуру плавления и характеризуются более резким подъемом температурной кривой (т. пл. примерно 60 в 0,1 М растворе хлористого натрия, причем возрастание оптической плотности начинается с 40 ). Повышение или понижение ионной силы увеличивает или уменьшает температуру плавления, а мочевина в высокой концентрации заметно влияет на оптическое поглощение даже при комнатной температуре, что обусловлено понижением температуры плавления [349[. Увеличение оптического поглощения в бессолевом растворе фактически достигает того же значения, что и при максимальной температуре (24%). Эти изменения вновь полностью обратимы, и действительно, при нагревании до 70° при pH 6,8 ((X = 0,2) РНК не теряет своей биологической активности [344]. Хотя остаточным гипохромизмом зачастую можно пренебречь, особенно в случае ДНК, можно заметить, что в случае растворимой РНК из печени крысы [351 [ структурный (после нагревания или прибавления 6 М мочевины) гиперхромизм составляет приблизительно 21%, а гиперхромизм при щелочном гидролизе равен 49%. Это показывает, что и в отсутствие вторичной структуры с ее водородными связями значительная часть оснований остается в таком состоянии, что их плоскости параллельны. (Ср. с соответствующими данными для рибосомальной РНК из Е. oli.) [c.622]

В действительности приближение, состоящее в том, что пренебрегается влиянием на оптические свойства более далеких взаимодействий, чем взаимодействие ближайших соседей, не является слишком хорошим. В гл. 8 были высказаны соображения, что в жесткой упорядоченной структуре необходимо учитывать экситонные состояния, которые представляют собой линейные комбинации состояний всех мономеров. Однако гомополимеры при нейтральных pH и комнатной температуре не являются ни жесткими, ни полностью упорядоченными структурами. Эти нарушения регулярности приводят к уменьшению влияния дальних взаимодействий на оптические свойства. Другими словами, димеры оказываются хорошими моделями для одиоцепочечных нуклеиновых кислот, поскольку они во многом сходны с небольшими стопкообразными кластерами, возникающими в полимерах в результате флуктуационных нарушений регулярной структуры. [c.253]