Мононуклеотиды полимеризация

Нуклеотиды являются мономерными звеньями нуклеиновых кислот последние образуются в результате ферментативной полимеризации нуклеозидтрифосфатов. Эта реакция детально обсуждается в гл. 22.4. Одним из наиболее важных природных мононуклеотидов является АМР, который вместе с ADP и АТР играет роль в промежуточном метаболизме. ADP и АТР являются ангидридами кислот и могут играть важную роль в биологических [c.134]

В самое последнее время были сделаны первые удачные попытки искусственного получения полинуклеотидов посредством поликонденса-Ции мононуклеотидов чисто химическими методами. Биохимическая полимеризация мононуклеотидов под действием некоторых специфических ферментов стала известна несколько ранее и не будет рассматриваться в этой книге. [c.249]

Олигодезоксирибонуклеотиды. Простейшим подходом к получению гомогенных олигодезоксинуклеотидов является полимеризация (точнее поликонденсация) мононуклеотидов. Так, при полимеризации тимидин-5 -фосфата под действием дициклогексилкарбодиимида были получены олигонуклеотиды общей формулы (р(1Т) со степенью полимеризации до Одной из существенных побоч- [c.86]

В ферментативную полимеризацию вводят смесь нуклеозид-5 -трцфосфатов (см. стр. 98), один из компонентов которой содержит радиоактивный фосфор. Образующийся полимер расщепляют далее до мононуклеотидов таким образом, что разрывается связь Р—О (О при С-5 ) для этой цели в случае ДНК используется гидролиз смесью ДНК-азы микрококков и фосфодиэстеразы змеиного яда, в случае РНК — гидролиз щелочью. После такого расщепления радиоактивный фосфат оказывается в составе нуклеозид-З -фосфата, остаток которого в полимерной цепи был соседним с остатком введенного меченого предшественника. Так, например, относительное содержание динуклеотидных последовательностей АрА, GpA, UpA и СрА можно определить, вводя в полимеризацию а- Ф-аденозин-5 -трифосфат и измеряя радиоактивность соответствующих нуклеозид-З -фосфатов после расщепления [c.63]

Известно, что структурными единицами нуклеиновых кислот являются мономерные молекулы - мононуклеотиды. Следовательно, нуклеиновые кислоты представляют собой полинуклеотиды. Это продукты полимеризации мононуклеотидов, число и последовательность расположения которых в цепях ДНК и РНК определяются в строгом соответствии с программой, заложенной в молекуле матрицы (см. главу 14). Мононуклеотиды легко образуются при гидролизе ДНК и РНК в присутствии нуклеаз, состоят из трех специфических компонентов азотистого основания, углевода и фосфорной кислоты. В этой триаде мононуклеотида углевод занимает среднее положение. Соединения азотистого (любого) основания и углевода (рибозы или дезоксирибозы), получившие название нуклеозидов, легко образуются из мононуклеотида при гидролитическом отщеплении фосфорной кислоты в присутствии щелочи или при участии специфических ферментов - нуклеотидаз. [c.102]

ДНК расщепляется ДНК-азой панкреатической железы и слизистой кишечника с образованием динуклеотидов и олигонуклеотидов различной степени полимеризации, которые дальше расщепляются фосфатазой (например, слизистой кишечника) до мононуклеотидов и нуклеозидов. [c.377]

Классификация компонентов нуклеиновых кислот по их распространенности имеет под собой и биогенетическую основу. В то время как основные компоненты нуклеиновых кислот синтезируются в виде мононуклеотидов, которые затем превращаются в нуклео-зид-5 -трифосфаты и подвергаются полимеризации с образованием нуклеиновых кислот, редкие компоненты обычно образуются из основных уже в составе полимера. При этом остаток нуклеозида в определенном месте полинуклеотидной цепи подвергается специфическому метилированию, гидрированию и т. д., в результате чего возникает остаток редкого компонента. [c.49]

Химический синтез нуклеиновых кислот (в биологическом смысле этого слова) пока еще не осуществлен, однако в конечном счете это будет достигнуто при условии, что будет определена точная структура природных полимеров. Методы полимеризации мононуклеотидов оказались уже сейчас пригодными для синтеза олигонуклеотидов и низших полинуклеотидов при контроле последовательности нуклеотидов. [c.467]

Процесс синтеза ДНК под действием ДНК-полимеразы можно представить следующим образом Первоначально ДНК под влиянием полимеразы переходит в состояние затравки. Далее на каждой из цепей затравочной ДНК, как на шаблоне, осуществляется одновременный синтез двух дочерних комплементарных цепочек путем расщепления нуклеозидтрифосфатов на мононуклеотиды и полимеризации их. Возникшие молекулы ДНК (так называемые предшественники ) определенный период времени находятся в особом структурном состоянии, а затем спонтанно или под действием определенных ферментов приобретают жесткую двухспиральную структуру, характерную для нативной ДНК. [c.447]

Полимеризация мононуклеотидов. Полимеризация мононуклеотидов приводит к гомополинуклеотидам, которые служат объектом для различных химических, ферментативных и физиологических исследований. Впервые метод был разработан на тимидин-5 -фосфате, который является более простым мономером в связи с отсутствием в гетероциклическом основании функциональных групп, подлежащих защите Полимеризация проводилась в присутствии дициклогексилкарбодиимида или других активирующих агентов в среде пиридина. Обычно максимальная длина цепи получаемых олигонуклеотидов достигала 10 мономерных единиц. [c.404]

Во избежание циклизации образующихся олигонуклеотидов в реакци-онную смесь добавляют определенное количество регулятора молекул лярной массы (см. с. 150) — нуклеотида с защищенной, например ацети-лированной, гидроксильной группой. Такой нуклеотид как бы обрывает реакционную цепь наращивания олигонуклеотидов и делает невозможной ее циклизацию. Таким образом были синтезированы различные олигонуклеотиды со степенью полимеризации 15. При конденсации не мононуклеотида, а ди- или тетрануклеотидов различного строения получаются блоколигонуклеотиды , построенные из блоков, каждый из которых содержит различные нуклеотиды. [c.366]

Как всегда при выяснении строения сложного органического соединения, в том числе и специфического полимера, можно идти и синтетическим Путем, т. е. получать соединения с заранее заданным строением, и, сравнивая их с веществами природного происхождения, выносить суждение о строении последних. При определении строения полинуклеотидов речь должна идти о синтезе специфических олигонуклеотидов, т. е. таких, в которых имеется совершенно определенная заданная последовательность мононуклеотидных звеньев. Рассмотренный выше метод неспецифической полимеризации мононуклеотидов (стр. 251) для этой цели непригоден, так как необходимо иметь метод, который позволил бы создать цепь постепенно, наращивая мононуклеотидные звенья в нужном порядке. [c.254]

В полимеризацию, катализируемую ферментами этой группы, могут вступать только производные мононуклеотидов попытки осуществить аналогичную полимеризацию производных ди- и олигонуклеотидов оказались безуспешными. Молекулярный вес образующегося полимера в значительной степени зависит от условий полимеризации часто удается получить как олигонуклеотиды (например, тринуклеозиддифосфаты при реакции, катализируемой по-линуклеотидфосфорилазой), так и полинуклеотиды с молекулярным весом в несколько миллионов. [c.97]

Олигонуклеотид с З -концевой гидроксильной группой может служить затравкой полимеризации, т. е. акцептором, к которому присоединяются полимеризующнеся остатки мононуклеотидов. Последовательность мономеров в растущей полимерной цепи при этом не зависит от последовательности мономеров в добавленном олиго-или полинуклеотиде добавленная затравка входит в состав продукта реакции, составляя его 5 -концевую последовательность. Такая функция олиго- или полинуклеотида наблюдается для реакций, катализируемых терминальной дезоксинуклеотидилтрансферазой и полинуклеотидфосфорилазой. [c.97]

Представлены данные гидролиза полиадениловой и полинозино-вой кислот до мононуклеотидов большими количествами рибонуклеазы [118]. Возможность неферментативного катализа в этом случае полностью не исключена . Подобные результаты были отмечены для пуринсодержащих олигонуклеотидов, которые при использовании обычных методов устойчивы к панкреатической рибонуклеазе [119]. В подходящих условиях фермент обнаруживает синтетическую активность. Помимо полимеризации нуклеозид-2, 3 -циклофосфатов, рибонуклеаза может катализировать образование З -алкиловых эфиров при соответствующей обработке уридин-2, З -циклофосфата рибонуклеазой и первичными спиртами. Вторичные и третичные спирты здесь не эффективны, как и в случае химической реакции с алкоголятами натрия [120]. [c.380]

ОКОЛО трех мононуклеотидов) с последующей сополимеризацией смеси олигонуклеотидов приводит к образованию полинуклеотидов с пуриновыми и пиримидиновыми участками 131]. Кроме двух первых типов сополимеров, был получен и третий тип при полимеризации динуклеотида — аденилил-3 5 -уридин-3 -фосфата (после циклизации концевого моноэтерифицированного фосфата в 2 3 -циклический фосфат под действием хлоругольного эфира). Этот тип представлял собой олигонуклеотиды с определенным расположением чередующихся адениловой и уридиловой кислот [32]. [c.497]

Недавно было описано [42, 43[ использование этилполифосфата (полученного растворением пятихлористого фосфора в этиловом эфире) для полимеризации мононуклеотидов. Нуклеотиды (2 -, З -или 5 -фосфаты, а также 2, З -циклофосфаты) смешивают непосредственно с вязким эфиром полифосфорной кислоты и оставляют при температуре около 50—60° добавляемый пиридин катализирует полимеризацию. После диализа продуктов реакции были выделены с выходом 10—20% недиализуемые полинуклеотиды. Молекулярные веса, определенные седиментационным и вискозиметрическим методами, колеблются от 2 10 до 5 10 , что указывает на наличие в цепи приблизительно 100 нуклеотидов. Предварительные данные показали, что рибонуклеотиды связаны между собой преимущественно природной 3 —5 -межнуклеотидной связью . Этот же метод применим и для полимеризации дезоксинуклеотидов. [c.516]

Эта реакция обратима, и при избытке фосфата тот же фермент ведет расщепление полимера путем фосфоролиза, т. е. внедрения молекул фосфорной кислоты между звеньями и расщепления цепочки на нуклеозиддифосфаты. Поэтому фермент получил название полинуклеотидфосфорилазы. В реакции конденсации нуклеозидди-фосфатов много типичных черт. Понятно, что невозможно в водном растворе связать мононуклеотиды друг с другом эфирной связью такая гипотетическая реакция должна идти с выделением молекулы воды. Подобная реакция термодинамически невозможна, т. е. ее равновесие сдвинуто далеко в сторону распада полимера. Чтобы реакция шла в сторону поликопденсации, необходимо исходить из соединений с достаточно высокой свободной энергией гидролиза отщепление концевых групп, ведущее к одновременной полимеризации остатков, происходит в этом случае с понижением свободной энергии и равновесие в системе сдвинуто в область образования полимеров. Нуклеозиддифосфаты являются подобными соединениями с высокой свободной энергией отщепления концевого фосфата (подобные молекулы называются макроэрги-ческими ). Поликонденсация их происходит с выделением ортофосфорной кислоты. [c.223]

Наряду с полирибонуклеотидами важно было изучить также модельные полидезоксирибонуклеотиды. Для них долгое время не удавался ферментативный синтез. Поэтому здесь первые успехи принесла органическая химия. Корана 1удалось, применяя создан-ный им метод конденсации мононуклеотидов, получить целый ряд олигонуклеотидов до степени полимеризации, равной 15. Для этого нуклеотиды приводились в соприкосновение со специальным реагентом, дициклогексилкарбодиимидом, ведущим конденсацию с отнятием воды [c.224]

Далее, в сшитых структурах олигонуклеотиды присоединяются к поверхности полимера, вследствие чего дальнейшая полимеризация мононуклеотидов осуществляется в условиях гетерогенного катализа и имеет стереоконтролируемый характер. Обычно роль зародышей в процессе полимеризации играют образующиеся более крупные олигомеры (со степенью полимеризации выше 4), на которых происходит дальнейшая полимеризация. [c.86]

При попытках осуществить полимеризацию дезоксирибонуклео-тидов внимание исследователей привлекали две основные проблемы. Одна из них связана с нерастворимостью нуклеозидфосфатов в безводном пиридине —единственной реакционной среде которая, как было найдено, пригодна для проведения процессов полимеризации. Другая проблема, возникшая вследствие специфической природы мононуклеотида, касается побочных реакций аминогрупп пуринового и пиримидинового циклов. Обе проблемы удалось разрешить, применив К -ацилдезоксирибонуклеозид-5 -фосфаты, поскольку N-ацильные группы служат защитой аминогрупп и в то же время придают соединениям растворимость в безводном пири-дине - . [c.508]

С увеличением степени полимеризации внутримолекулярная циклизация уменьшается вследствие увеличения расстояния между свободными фосфатной и гидроксильной группами цепи. Этот побочный процесс подавляется подбором соответствуюш,ей концентрации мононуклеотида, а также добавлением 25—30% 3 -0-ацетилтимидиы-5 -фосфата, который, располагаясь на конце полинуклеотидной цепи, препятствует циклизации. [c.405]

Представляет интерес рассмотрение методов синтеза динуклеотидов с концевой З -фосфомоноэфирной группой, которые могут служить исход-ным материалом при получении полирибонуклеотидов методом полимеризации. Известные в настояш,ее время пути синтеза таких динуклеотидов основаны на конденсации 8аш,иш енных мононуклеотидов Так, ди- [c.412]

Неорганические молекулы — вода, диоксид углерода, азот, кислород, а также ряд других через промежуточные соединения (уксусная кислота, аммиак, карбомоилфосфат, органические кислоты и др.) в результате целого набора биохимических превращений образуют так называемые биомономеры, которые затем в результате реакций полимеризации (в том числе программированного матричного синтеза на молекулах нуклеиновых кислот) соединяются друг с другом, формируя биополимеры. К основным биомономерам можно отнести аминокислоты, мононуклеотиды, моносахариды, жирные кислоты, глицерин, а также некоторые органические спирты (холин, инозит и др.). Биополимеры отличаются чрезвычайно большим многообразием структур благодаря тому, что образующие их биомономеры могут соединяться друг с другом в самых различных сочетаниях. Например, из 20 аминокислот образуется до 10 белков, из 5 мононуклеотидов — до 10 разновидностей нуклеиновых кислот и т. д. [c.26]

Простейшие нуклеиновые кислоты — мононуклеотиды, т. е. от-дельиые нуклеотиды. Более сложные состоят из двух нуклеотидов — это д и н у кл еот и д ы. Отдельные нуклеотиды при полимеризации соединяются между собой остатками фосфорной кислоты. При нарастании количества нуклеотидов получаются три-, тетра-, пента-, гекса... полинуклеотиды, молекулы которых образованы десятками, сотнями и тысячами нуклеотидов. Их молекулярный вес достигает, 1,5—2 млн. и более. [c.45]

Пример 13-Д. Обнаружение образования ДНК при ферментативной полимеризации мононуклеотидов. Если смесь ДНК и радиоактивных нуклеозидтрифосфатов инкубировать с ферментом ДНК Полимеразой I из Е. oli, часть радиоактивного материала переходит в форму, осаждающуюся кислотой (гл. 5, пример 5-1). Это может быть результатом чистого синтеза, приводян его к увеличению количества ДНК высокой молекулярной массы, или обмена нуклеотидов в исходных молекулах. Если имеет место чистый синтез, г отн будет повышаться, поскольку увеличивается концентрация ДНК если происходит только обмен, то количество ДНК не изменится и rio-rii будет постоянна. Во время, когда начиналась работа с полимеразой 1, ДНК можно было отличить от нуклеотидов по световому рассеянию (при использовании образцов с высокой концентрацией ДНК, не содержащих белка), ультрацентрифугированию или ультрафиолетовому поглощению (при низких концентрациях и в отсутствие избытка материала, поглощающего в УФ-области) или методом вискозиметрии. Ферментативная реакция проходит при низкой концентрации ДНК и высокой концентрации белка и УФ-поглощающих нуклеотидов таким образом, первые гри возможности исключаются. При исследовании вязкости было показано, что г увеличивается при увеличении времени инкубации это свидетельствует о том, что повысилось или количество ДНК, или ее молекулярная масса. Обе эти возможности подразумевают синтез ДНК. [c.377]

ДНК-полимераза обладает еще одним видом ферментативной активности в определенных условиях она способна расщеплять цепи ДНК. ДНК-полимераза постепенно гидролизует цепь ДНК с З -гидроксильно-го конца. При этом отщепляются мононуклеотиды. Таким образом, ДНК-полимера-за I является также 3 ->5 -экзонуклеазой (рис. 24.28). Удаляемый нуклеотид должен иметь свободный З -ОН-конец и не должен находиться в составе двойной спирали. Является ли такая экзонуклеазная активность фермента нежелательным побочным эффектом, или она каким-то образом участвует в биологическом действии ДНК-по-лимеразы Эксперименты с использованием химически синтезированных полинуклеотидов с некомплементарным остатком на конце затравки показали, что 3 —> — > 5 -экзонуклеазная активность выполняет в процессе полимеризации функцию редактирования. Рассмотрим полимер, показанный на рис. 24.28, в котором последовательность остатков dT образует двойную спираль с более длинным полимером dA. На З -конце этой poly(dT)-пo лeдoвaтeль-ности имеется один остаток d , который [c.24]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология