Нуклеотиды влияют на
Нуклеотиды влияют наСкачать файл - Нуклеотиды влияют на
Циклические нуклеотиды — это нуклеотиды, у которых образуется химическая связь между двумя атомами углерода рибозы. Наиболее изученными являются производные аденозина и гуанозина — циклический АМР сAMP и циклический GMP cGМP. Основными функциями циклических нуклеотидов являются передача и усиление молекулярного сигнала при действии различных биологически активных соединений гормонов, цитокинов и др. Нуклеиновые кислоты являются биологическими полимерами. Мономерными звеньями ДНК и РНК являются нуклеотиды — фосфорные эфиры нуклеозидов. В природе существует два типа нуклеиновых кислот: ДНК дезоксирибонуклеиновая кислота и РНК рибонуклеиновая кислота. Мономерные остатки в нуклеиновых кислотах связаны фосфодиэфирными связями. Цепи ДНК и РНК обладают определенной полярностью или направлением, поскольку все межнуклеотидные фосфодиэфирные связи ориентированы вдоль цепи одинаково. В настоящее время разработаны и с успехом применяются способы определения нуклеотидной последовательности ДНК и РНК. Исходную молекулу ДНК предварительно фрагментируют с помощью рестриктаз. При этом осуществляют независимое расщепление ДНК двумя и более рестриктазами, в результате чего образуются перекрывающиеся фрагменты. Это позволяет после определения нуклеотидной последовательности соответствующих фрагментов реконструировать первичную структуру всей ДНК. Существует два принципиально различных подхода к определению первичной структуры ДНК. В основе первого лежат химические реакции, в которых используются непосредственно фрагменты очищенной ДНК, во втором случае используют ДНК-копии очищенных сегментов, полученных ферментативным путем. Оба метода полностью автоматизированы. При секвенировании ДНК по методу Ф. Сэнгера вводят флуоресцентные метки, причем для каждого из четырёх анализируемых нуклеотидов используются флуоресцирующие агенты с различными спектральными характеристиками, что позволяет сканировать гели при различных длинах волн и передавать информацию непосредственно в компьютер. Гилберта используется химическое секвенирование, основанное на химической модификации пуриновых и пиримидиновых оснований с последующим выщеплением модифицированных нуклеотидов из полимерной цепи и анализом образовавшихся продуктов методом гель-электрофореза. Сразу после введения метки одноцепочечные фрагменты секвенируют, а двуцепочечные с помощью денатурации разделяют на отдельные цепи. Далее анализируемый образец разделяют на четыре порции, каждую из которых специфически обрабатывают, приводят к выщеплению определенного вида нуклеотидов. При этом используют диметилсульфат, который метилирует пуриновые основания аденин по положению N 3 , а гуанин по положению N 7 , а также гидразин, который расщепляет и модифицирует пиримидиновые основания. Далее, используя обработку пиперидином и гидролиз при различных значениях pH,осуществляют выщепление определенных модифицированных оснований, сопровождающееся разрывом соседних фосфодиэфирных связей. Таким образом, для каждой из четырех анализируемых проб получают набор небольших по размеру фрагментов ДНК, часть из которых несет радиоактивную метку. Все эти фрагменты разделяют методом электрофореза, который позволяет разделять фрагменты, отличающиеся по длине на один нуклеотид. Полученные электрофореграммы проявляют с помощью рентгеновской пленки. В результатев выявляяются только радиоактивные фрагменты, по которым и определяют нуклеотидную последовательность анализируемой ДНК. Итак, первичная структура нуклеиновых кислот — это порядок чередования нуклеотидных остатков в полинуклеотидной цепи. Вторичная структура первоначально была предложена Дж. В основу организации этой вторичной структуры легли установленные закономерности химического состава ДНК правило Чаргаффа: Рентгенограммы волокон ДНК указывали на то, что молекула ДНК обладает спиральной структурой и содержит более одной полинуклеотидной цепи. Кислотно-щелочное титрование показывало, что её структура стабилизирована водородными связями. На основании этих данных Дж. Крик предложили трехмерную модель ДНК рис. Согласно их модели ДНК представляет собой правильную правовинтовую спираль, образованную двумя полинуклеотидными цепями, закрученными друг относительно друга и вокруг воображаемой оси. Все азотистые основания цепей расположены внутри двойной спирали, а пентозофосфатный остов — снаружи. Полинуклеотидные цепи удерживаются относительно друг друга за счет водородных связей, которые образуются между аденином одной цепи и тимином другой. При этом образуеюся две водородные связи: Между гуанином и цитозином образуеюся три водородные связи: В связи с этим последовательность в одной цепи определяет их последовательности в другой. Это и есть принцип комплементарности — ключевое свойство ДНК. При таком сочетании оснований в полинуклеотидных цепях каждая пара содержит по три кольца, поэтому общий размер этих пар оснований одинаков по всей длине молекулы. Диаметр спирали постоянен вдоль всей её длины и равен 2,0 нм. Полный оборот спирали длина витка спирали , который соответствует её периоду идентичности, равен 3,40 нм. На один виток спирали приходится 10 нуклеотидных остатков в одной цепи. В образованной структуре различают две бороздки: Азотистые основания в области большой и малой бороздок взаимодействуют со специфическими белками, участвующими в организации хроматина. Молекулы ДНК могут находиться в различных конформационных состояниях в зависимости от степени обводненности биомолекулы, ионной силы окружающей среды, типов катионов, а также температуры. Правозакрученные спирали образуют два семейства: А-семейство ДНК представлено так называемой А-формой ДНК, изученной Р. Франклиным и выделенной при малой влажности. Это в свою очередь ведет к увеличению количества нуклеотидов на витке спирали 11 нуклеотидных остатков на витке вместо десяти. В А-форме ДНК в стекинге участвуют основания, принадлежащие разным цепям, то есть имеет место как одно-, так и двуцепочечный стекинг. Это связано с величиной угла наклона плоскостей оснований к оси спирали и углом поворота оснований вокруг оси спирали. В настоящее время доказано наличие А-формы ДНК у некоторых бактерий, превращающихся в споры в неблагоприятных условиях и способных находиться в таком состоянии до тех пор, пока не появятся условия для размножения. Их ДНК окружена споровыми белками и находится в А-форме, что придает ей большую примерно в 10 раз устойчивость к действию ультрафиолетового излучения, по сравнению с ДНК, в других формах. Эти исследования подтвердили биологическую значимость А-формы ДНК рис. Для В-форм ДНК характерно структурное разнообразие. Формы ДНК со случайными последовательностями могут находиться в В-, С-, D- и других конформационных состояниях при разных концентрациях ионов и температуры. Между этими различными формами осуществляются взаимные переходы, что обуславливается различиями в степени обводненности биомолекулы и ионной силы окружающей среды. Считают, что разные формы ДНК соответствуют различным функциональным состояниям. Z-форма ДНК имеет левозакрученную спираль и обнаружена у полинуклеотида с чередующейся последовательностью dG-dC. Стекинг оснований обладает новыми, характерными лишь для этой спирали свойствами. Он имеет место между остатками цитозина противоположных цепей, а остатки гуанина вообще не взаимодействуют, а контактируют с соседними атомами дезоксицитидина. Фосфаты в Z-форме не эквивалентны друг другу. Фосфатный радиус спирали расстояние фосфата до оси спирали у d CpG равен 0,62 нм, у d GpC — 0,76 нм. Соседние сахара ориентированы в противоположные стороны, отчего линия, последовательно соединяющая атомы фосфора в цепи, приобретает зигзагообразный вид. Возможны переходы ДНК из В-формы в Z-форму. Область перехода перемещается вдоль спирали в виде небольшой петли. Переход В-формы ДНК в Z-форму на небольшом участке молекулы ДНК оказывает очень сильное влияние на топологию сверхспиральной ДНК и используется клеткой в процессе экспрессии генов. С помощью антител удалось обнаружить Z-форму ДНК в междисковых областях политенных хромосом. Вероятно, Z-форма ДНК выполняет какую-то регуляторную роль в функциональных состояниях ДНК, поскольку возможны и обратные переходы из Z-формы в В-форму. Каждая форма ДНК имеет бороздки определенного размера. У Z-формы есть только один малый желобок, через который проходит ось спирали; он глубокий и узкий, с двух сторон ограничен фосфатными группами. Внутри двойной спирали — конформационная микрогетерогенность. Каждая форма ДНК имеет малую и большую бороздки определенных размеров. С различными размерами желобков связана специфическая способность форм ДНК к комплексообразованию. В большей степени, чем другие участки молекулы ДНК, бороздки доступны молекулам воды и ионам металлов. Стабилизирующее действие молекул воды направлено на усиление стэкинг-взаимодействий; в случае ослабления последних молекулы воды конкурентно взаимодействуют с протонно-донорными и протонно-акцепторными центрами оснований, дестабилизируя двойную спираль. Гидратация ДНК играет важную роль в превращении А-формы в В-форму, и наоборот. Катионы связываются в основном с пентозофосфатным остовом, располагаясь преимущественно в малом желобке двойной спирали. Всё это подчёркивает динамичность структуры ДНК и возможность конформационных переходов в ней под действием агентов окружающей среды. Биспиральные структуры в молекуле ДНК могут возникнуть и в пределах одной полидезоксирибонуклеотидной цепи. Для этого в последовательности ДНК должны присутствовать инвертированные, или палиндромные, повторяющиеся последовательности длиной от нескольких до многих тысяч пар оснований. Суперспирализация ДНК формирует третичную структуру, которая образуется с помощью разнообразных белков. Все связывающиеся белки с ДНК эукариот можно разделить на гистоновые и негистоновые. ДНК, располагающуюся между нуклеосомами, называют линкерной ДНК. Её длина около 60 нуклеотидных пар. Такие архитектурные образования защищают ДНК от воздействия нуклеаз. Дальнейшие уровни компактизации молекулы ДНК происходят с участием негистоновых белков; при этом каждый белок комплементарен определенной последовательности нуклеотидов ДНК сайт ДНК. Другое семейство сайт-специфических белков — гомодимеры. К группе структурных и регуляторных белков относятся белки высокой подвижности HMG-белки , которые постоянно ассоциированы с хроматином. Для них характерна маленькая молекулярная масса и высокое содержание заряженных аминокислот. К негистоновым белкам относятся ферменты репликации, транскрипции, трансляции. При участии структурных, регуляторных белков и ферментов, участвующих в синтезе ДНК и РНК, нить нуклеосом преобразуется в высококонденсированную, нуклеопротеиновую структуру — хромосому, которая в раз короче исходной молекулы ДНК. Основной функцией ДНК является хранение и передача наследственной информации в ряду поколений. В цитоплазме клеток присутствуют три типа РНК: Они различаются по первичной структуре, молекулярной массе, конформации, продолжительности жизни и выполняемым функциям. Первичная структура РНК — порядок чередования рибонуклеозидмоно фосфатов в полинуклеотидной цепи. Для всех типов РНК характерно наличие специализированных участков. Участки цепи РНК спиральных структурах антипараллельны, но не всегда полностью комплементарны. В них встречаются неспаренные нуклеотидные остатки или даже одноцепочечные петли, не образующие двойную спираль. Каждый стебель содержит пар комплементарных оснований. Г-образная структура состоит из двух спиралей расположенных почти перпендикулярно в А-РНК, длина которой равна около 7 нм, ширина — 2 нм. В состав тРНК входят минорные основания, представленные метилированными основаниями, изомерами и аналогами пиримидинов. Минорные основания выполняют две функции: Антикодон имеет жесткую архитектуру, которая позволяет ему быстро считывать матричную РНК. Матричные РНК эукариот и прокариот различаются по строению. Более сложную организацию имеют матричные РНК. Полагают, что полиаденилатная область молекулы мРНК участвует в процессинге мРНК, предопределяет время жизни мРНК, способствует переносу мРНК из ядра в цитоплазму и принимает участие в трансляции. Предполагают, что вторичная спирализация сама на себя и третичная структуры менее компактны, чем тРНК и рРНК. Строение кэпа И — инвариантный сайт, метилируемый у кэп-групп всех типов, I, II - сайты, метилируемые у кэп-групп типов 1 и 2 соответственно. FAQ Обратная связь Вопросы и предложения. Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Институт фундаментальной биологии и биотехнологии СФУ. Роль водородных связей в формировании вторичной структуры. Типы нековалентных связей, стабилизирующих третичную структуру. Методы определения молекулярной массы белков. Отдельные реакции цикла, их термодинамическая характеристики. Реакция Mg2-зависимая и донором фосфата служит gtp. Циклические нуклеотиды Циклические нуклеотиды — это нуклеотиды, у которых образуется химическая связь между двумя атомами углерода рибозы. Лекция 11 строение, свойства, биологическая роль нуклеиновых кислот Нуклеиновые кислоты являются биологическими полимерами. Фосфодиэфирная связь в молекуле ДНК В настоящее время разработаны и с успехом применяются способы определения нуклеотидной последовательности ДНК и РНК. Двойная спираль ДНК по Дж. Крику Молекулы ДНК могут находиться в различных конформационных состояниях в зависимости от степени обводненности биомолекулы, ионной силы окружающей среды, типов катионов, а также температуры. Некоторые характеристики различных форм ДНК приведены в табл. Нуклеосомный уровень организации ДНК Дальнейшие уровни компактизации молекулы ДНК происходят с участием негистоновых белков; при этом каждый белок комплементарен определенной последовательности нуклеотидов ДНК сайт ДНК. Число пар нуклеотидных остатков на виток. Угол наклона плоскостей оснований к оси спирали, гр. Угол поворота оснований вокруг оси спирали, гр. Расстояние от комплементарных пар до оси спирали, нм. Расстояние между нуклеотидными остатками по высоте спирали, нм. Угол между плоскостями комплементарных оснований, гр.
Вы точно человек?
Сколько ехать от калуги до белгорода
Йога при грыже позвоночника поясничного отдела
Циклические нуклеотиды
Текст федерального послания президента на 2017 год
Microsoft access database engine redistributable
Вязание для чихуахуа схемы и описание
Нуклеотиды в питании детей раннего возраста
Год экологии в детском саду планы мероприятий
Сетевой тип организационной структуры
Windows kernel перестал отвечать