Biokhimia_T3_Strayer_L_1984 (1123304)
Текст из файла
Л.СтрайерSecond EditionBIOCHEMISTRYLubert StryerStanford UniversityW.H.Freeman and CompanySan FranciscoВ 3-х томахЛ.СтрайерПеревод с английского канд. биол. наук М.Д.Гроздовойи канд. биол. наук А.М.КолчинскогоПод редакцией академика С.Е.СеверинатомМосква «Мир»1985ББК 28.072С 83УДК 577.1Страйер Л.С 83Биохимия:400 с., ил.В 3-х т. Т.3 Пер. с англ.- М.: Мир, 1985,-В книге ученого из США на самом современном научном уровне рассмотрены основные проблемы биохимии и молекулярной биологии.Третий том посвящен хранению, передаче и реализации генетической информации,а также молекулярным основам ряда физиологических процессов (иммунной защите, действию гормонов, транспорту веществ в клетке, работе биологических мембран).Предназначена для биохимиков, молекулярных биологов, физиологов, химиков, медиков, для студентов, аспирантов и преподавателей биологических, химических и медицинских специальностей.С2001040000-372041(01)-85ББК 28.07257.04св.
пл. подп. изд., 1985Редакция литературы по биологии1975, 1981 by Lubert Stryerперевод на русскийязык,«Мир»,1985ИнформацияЧастьХранение, передача и экспрессиягенетической информацииМодель пары дезоксирибонуклеотидных мономеров двойной спирали ДНК. В этой пареаденинсвязанводороднойсвязью с тимином.ГЛАВА 24ДНК: генетическая роль,структура и репликацияДезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) молекула наследственности.
ДНК - оченьАденин(А)Гуанин(G)длинная нитевидная молекула, состоящаяиз большого числа рибонуклеотидов. Пуриновые и пиримидиновые основания ДНКнесут генетическую информацию, тогдакак сахарные и фосфатные группы выполняют структурную роль. В настоящейглаве обсуждаются структура, генетическаяроль и репликация ДНК, причем основное внимание уделяется ДНК прокариот,так как эти организмы устроены проще и подчиняются общим для всех организмов законам. Хромосомы эукариотических клеток рассматриваются в гл.
29.24.1. Ковалентная структураи номенклатура ДНКОстов ДНК имеет одинаковое строение навсем протяжении молекулы. Он состоит изостатков дезоксирибозы, связанных фосфодиэфирными мостиками. 3'-гидроксильнаягруппа остатка сахара одного дезоксирибонуклеотида соединена с 5'-гидроксильной6Часть IV.Информациягруппой соседнего сахара фосфодиэфирнойсвязью. Вариабельной в ДНК является последовательность оснований. ДНК содержит четыре типа оснований: два пуриновых основания - аденин (А) и гуанин (G);два пиримидиновых основания - тимин (Т)и цитозин (С). Строение цепи ДНК показано на рис. 24.2.Тимин(Т)Цитозин(С)Строение ДНК можно изобразить и более кратким путем.
В этом случае для обозначения четырех основных нуклеотидовиспользуются следующие символы:Вертикальные линии в приведенных символах соответствуют остаткам сахара,буквы A, G, С и Т - основаниям. Диагональная линия с символом(на схеме,приведенной ниже), обозначает фосфодиэфирную связь. Эта диагональная линиясоединяет конец одной вертикальной линии с серединой другой.
Точки соединения соответственно означают 5'-ОН- и3'-ОН-группы. В приведенном ниже примере символуказывает, что дезоксиаденилат связан с дезоксицитидином фосфодиэфирным мостиком. 3'-ОН-группа дезоксиаденилата присоединена к 5'-ОН-группедезоксицитидина через фосфорильную группу:Предположим теперь, что с дезоксицитидином этого динуклеотида связан дезоксигуанилат. Соответствующий тринуклеотидможно представить следующим образом:Сокращенное обозначение этого тринуклеотида - pApCpG или ACG.Глюкуронатбактерий. Они вызывают пневмонию у человека и других чувствительных млекопитающих.
Мутанты, лишенные полисахаридной оболочки, не патогенны. Бактериидикого типа обозначают буквой S (от англ.smooth - гладкий), так как они образуютгладкие колонии, а мутантные бактерии, неимеющие капсулы,- буквой R (от англ.rough - шероховатый), так как они образуют шероховатые колонии. У однойгруппы R-мутантов отсутствует ферментдегидрогеназа, превращающий UDP-глюкозу в UDP-глюкуронат.
Фермент необходим для синтеза капсульного полисахарида, который у этих пневмококков состоитизчередующейсяпоследовательностиостатков глюкозы и глюкуроната:ГлюкозаЦепьДНКхарактеризуетсяполярностью. Один конец цепи несет 5'-ОНгруппу, а другой - 3'-ОН-группу, которая несвязана с другим нуклеотидом. Согласнопринятым сокращениям, символ ACG означает, что свободная 5'-ОН-группа принадлежит дезоксиаденозину, а свободная3'-ОН-группа - дезоксигуанозину. Итак, последовательность оснований пишется в направлении 5'—>3'. Напомним, что аминокислотная последовательность белка пишется в направлении от N-концевой аминокислоты к С-концевой аминокислоте.Следует отметить, что ACG и GCA - разные соединения, точно так же, как Glu-PheAla отличается от Ala-Phe-Glu.24.2. Трансформация пневмококковс помощью ДНК показала, что генысостоят из ДНКБактерии пневмококки сыграли важнуюроль в открытии генетической функцииДНК.Пневмококки обычно окружены слизистой блестящей полисахаридной капсулой.Этот наружный слой имеет существенноезначение для проявления патогенностиГлюкуронатГлюкозаВ 1928 г.
Фред Гриффит (Fred Griffith)обнаружил, что непатогенный R-мутантможно трансформировать в патогеннуюS-форму следующим путем. Он инъецировал мышам смесь живых бактерий Rформы и убитых нагреванием пневмококков S. Поразительное открытие Гриффитасостояло в том, что эта смесь вызывалагибель мышей, хотя ни живые R-пневмококки, ни убитые нагреванием S-пневмококки мышей не убивали. Кровь погибшихмышей содержала живые S-пневмококки.Следовательно, убитые нагреванием Sпневмококки каким-то образом трансформировали живые R-пневмококки в живыеS-пневмококки.
Это изменение было стабильным: трансформированные пневмококки давали патогенное потомствоS-формы. Затем было установлено, что такая трансформация R—>S может происходить in vitro. Некоторые клетки в растущейкультуре R-формытрансформировалисьв S-форму при добавлении бесклеточногоэкстракта убитых нагреванием пневмококков S. Это открытие заложило основу для24. ДНК: генетическая роль,структура и репликация7чала результат был близок к расчетномудля ДНК; 2) оптические, электрофоретические свойства, поведение при ультрацентрифугировании и диффузия очищенногоматериаласоответствовалисвойствамДНК; 3) при экстрагировании белков илилипидов не происходило потери трансформирующей активности; 4) трипсин и химотрипсин не влияли на трансформирующуюактивность; 5) рибонуклеаза (которая, какизвестно, гидролизует рибонуклеиновуюкислоту) не влияла на трансформирующееначало; 6) при добавлении дезоксирибонуклеазы трансформирующая активность, наоборот, терялась.Эта работа - памятная веха в историибиохимии.
До 1944 г. считалось, что генетическую информацию несут хромосомныебелки, а ДНК играет вторичную роль. Такая преобладающая точка зрения была решительно опровергнута открытием строгодоказанного факта, что очищенная ДНКобладает генетической специфичностью.В 1943 г. Эйвери (Avery) живым языкомописал это исследование и его последствияРис.
24.1.Схема структуры ДНК. Сахарофосфатный остов показанчерным цветом, а пуриновыеи пиримидиновые основанияразноцветные. (Kornberg A.,The synthesis of DNA; ScientificAmerican, Inc., 1968.)изучения химической природы трансформирующего начала.Исследователи стали фракционироватьбесклеточный экстракт убитых нагреванием пневмококков S и определять трансформирующую активность его компонентов (рис. 24.3). В 1944 г. Освальд Эйвери,Колин Мак-Леод и Маклин Мак-Карти(Oswald Avery, Colin MacLeod, MaclynMcCarty) опубликовали результаты своейработы. Оказалось, что «нуклеиновая кислота дезоксирибозного типа - основное действующее начало трансформирующего экстракта пневмококка типа III.» Экспериментальные доказательства этого заключения состояли в следующем: 1) при элементном химическом анализе очищенного,высокоактивного трансформирующего на8Часть IV.ИнформацияРис.
24.2.Строение одной цепи ДНК.Показана часть цепи.Рис. 24.3.Трансформация непатогенногопневмококка R (мелкие колонии) и возникновение патогенного пневмококка S (крупныеблестящие колонии) под действием ДНК из убитых нагреваниемпневмококковS.[Avery О. Т., MacLeod С. М.,McCarty M., J.
Exp. Med., 79,158 (1944).]в письме, направленном брату в другойуниверситет (рис. 24.4).Новое подтверждение генетической роли ДНК было получено при изучении одного вируса (бактериофага), заражающегоЕ. coli. Бактериофаг Т2 состоит из сердцевины (ДНК), заключенной в белковую оболочку.
В 1951 г. Роджер Херриот (RogerHerriott) предположил, что «вирус, очевидно, действует, как крошечный шприц дляподкожных инъекций, наполненный трансформирующим началом; вирус как таковой никогда не проникает в клетку; толькоотросток вступает в контакт с клеткой-хо-зяином и, возможно, ферментативно проделывает небольшое отверстие в наружноймембране (рис. 24.5).
Затем нуклеиноваякислота из головки вируса перетекаетвнутрь клетки». Чтобы проверить этопредположение Альфред Херши и МартаЧейз (Alfred Hershey, Martha Chase) поставили следующий опыт. Фаговую ДНК пометили радиоактивным изотопом 32Р,а белковую оболочку - изотопом 35S. Этиметки весьма специфичны, так как ДНК несодержит серы, а в белковой оболочке нетфосфора. Культуру Е. coli заразили помеченным фагом, который за непродолжительное время инкубации прикреплялсяк бактерии. Суспензию обрабатывали в течение нескольких минут в гомогенизатореУоринга при 10000 об/мин. В этих условиях зараженные фагом клетки подвергались воздействию значительных сил сдвига, которые разрушали связи между вирусами и бактериями. Затем суспензию центрифугировали, чтобы осадить бактерии надно пробирки. Полученный осадок содержал зараженные бактерии, а надосадочнаяфракция - более мелкие частицы.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
