Главная » Просмотр файлов » Biokhimia_T3_Strayer_L_1984

Biokhimia_T3_Strayer_L_1984 (1123304), страница 4

Файл №1123304 Biokhimia_T3_Strayer_L_1984 (Л. Страйер - Биохимия в 3-х томах) 4 страницаBiokhimia_T3_Strayer_L_1984 (1123304) страница 42019-05-10СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Acad. Sci., 44, 671(1958).]φ Х 1 7 4 . Эта двухцепочечная ДНК называется репликативной формой, так как онаслужит матрицей для синтеза ДНК вирусного потомства. Вирусы, содержащиеодноцепочечную РНК, также реплици-Рис. 24.16.Схема полуконсервативной репликации. Родительская ДНКизображена зеленым, а новосинтезированная - красным.[Meselson M., Stahl F.W., Proc.Nat.

Acad. Sci, 44, 671 (1958).]24. ДНК: генетическая роль,структура и репликация17Рис. 24.17.Электронная микрофотография частиц вируса φХ174. (Печатается с любезного разрешения д-ра Robley Williams.)руются через промежуточную двухцепочечную репликативную форму. Механизмыэтих процессов подробнее рассматриваются в гл. 30. Здесь же важно лишь подчеркнуть, что эти исследования подтвердиливсеобщность схемы репликации Уотсона—Крика.ДвухцепочечнаяДНК(илиРНК) - репликативнаяформавсехизвестных генов.ческих структур, а диаметр 20 А находитсяна уровне атомных размеров.

Бруно Зимм(Bruno Zimm) показал, что самая большаяхромосома у Drosophila melanogaster содержит единую молекулу ДНК, состоящую из6,2•107 пар оснований. Контурная длинаэтой молекулы 2,1 см. Столь асимметричные молекулы ДНК весьма чувствительны к разрыву под действием сил сдвига. Они легко разрываются на фрагменты,масса которых в 1000 раз меньше, чем масса исходной молекулы, если при манипуляциях с ней не принимаются особые мерыпредосторожности.Изображения молекул ДНК многих бактерий и вирусов были непосредственно получены с помощью электронного микроскопа (рис.

24.18). Размеры некоторых таких молекул ДНК приведены в табл. 24.1Следует отметить, что даже самые маленькие молекулы ДНК имеют весьма вытянутую форму. Например, ДНК вирусаполиомы содержит 5100 пар основанийи имеет контурную длину 1,7 мкм (17000А). Напомним, что диаметр молекулы гемоглобина составляет 65 А, а длина коллагена, одного из самых длинных белков,- 3000 А. Это сравнение подчеркиваетогромную длину и выраженную асимметрию молекул ДНК.24.8.

Молекулы ДНК очень длинныеПрежде чем перейти к механизму репликацииДНК,представляющемусобойсложный ферментативный процесс, рассмотрим некоторые свойства ДНК. Поразительная особенность молекул ДНК, встречающихся в природе,- их необычайная длина. Хромосома Е. coli представляет собойединую молекулу двухспиральной ДНК, содержащей 4 млн. пар оснований. Массаэтой молекулы ДНК 2,6•106 кДа. Онаимеет крайне асимметричную форму: ееконтурная длина 14•106 А, а диаметр 20 А.Контурная длина (1,4 мм) этой молекулыДНК соответствует размерам макроскопи18Часть IV.ИнформацияРис.

24.18.Электроннаямикрофотография молекулы ДНК бактериофага λ (форма RFII). (Печатается с любезного разрешенияд-ра Thomas Broker.)Для измерения длин молекул нуклеиновых кислот применяется единицадлины, равная 1000 пар нуклеотидов в случае двухцепочечных молекул нуклеиновых кислот (т.п.н., или kb - от англ. kilobase) или 1000 нуклеотидовв случае одноцепочечных молекул (т.н., или kb). 1 kb двухцепочечной ДНКимеет контурную длину 0,34 мкм и массу примерно 660 кДа.24.9. Двойная спираль может быть обратиморасплавленаДве цепи ДНК-спирали могут легко разойтись, если разрушить водородные связи, соединяющие спаренные основания.Этого можно достичь, либо нагревая раствор ДНК, либо добавляя в раствор кислоту или щелочь для ионизации оснований.Раскручивание двойной спирали называется плавлением, так как происходит мгновенно при строго определенной температуре.

Температура плавления (Тпл) - это татемпература, при которой разрушается половина спиральной структуры. Резкостьэтого перехода показывает, что двойнаяспираль ДНК - структура высококооперативная. Плавление ДНК легко регистрировать, измеряя ее поглощение при 260 нм.Нарушение межплоскостных взаимодействий пар оснований приводит к увеличению поглощения - эффект, называемый гиперхромизмом (рис. 24.19).Температура плавления молекулы ДНКсущественно зависит от ее нуклеотидногосостава. Молекулы ДНК, богатые GС-парами оснований, имеют более высокие значения Тпл, чем молекулы, богатые АТ-парами оснований (рис. 24.20). В общем ТплРис. 24.19.При плавлении двойной спирали, когда она переходит в одноцепочечную форму, поглощение раствора ДНК при 260 нмвозрастает.Таблица 24.1.

Размеры некоторых молекул ДНК(Kornberg A., DNA replication, W. H. Freeman and Co.,1980, p. 20)ОрганизмЧисло пароснований,kbКонтурнаядлина, мкмВирусыПолиома или SV-40Фаг λФаг Т2Вирус коровьей оспы5,148,61661901,7175665БактерииМикоплазмаE.coli76040002601 360135001650002900000460056000990000ЭукариотыДрожжиДрозофилаЧеловекРис. 24.20. Кривые плавления различныхДНК. На графике отложено относительное поглощение при260 нм в зависимости от температуры (поглощение при 25°Спринято за 1). Тпл равна 69°Сдля ДНК Е. coli (50% GС-пар)и 76°С для ДНК. P.

aeruginosa(68% GС-пар).24. ДНК: генетическая роль,структура и репликация1924.10. Некоторые молекулы ДНК имеюткольцевую формуРис. 24.21.Электронная микрофотография молекулы ДНК, частичнорасплетенной под действием щелочи. Одноцепочечныеучастки имеют вид петель, которые окрашены менее интенсивно, чем двухцепочечныеучастки.

Эти расплетенныеучастки ДНК богаты АТ-парами оснований. Один из них помечен стрелкой. [Inman R. В.,Schnos M., J. Mol. Biol., 49, 93(1970).]ДНК многих видов повышается линейноот 77 до 100°С с увеличением содержанияGС-пар от 20 до 78%. GC-пары стабильнееАТ-пар, так как в них основания удерживаются вместе тремя водородными связями, а не двумя. Следовательно, АТ-богатыеобласти ДНК должны плавиться первыми(рис.

24.21). Как мы увидим ниже, in vivoдвойная спираль расплетается под действием специальных белков. Некоторые изних вызывают раскручивание ДНК, гидролизуя АТР (разд. 24.21).Разделенные комплементарные цепиДНК спонтанно реассоциируют с образованием двойной спирали, если температурастановится ниже Тпл. Этот процесс ренатурации иногда называют отжигом. Скорость реассоциации зависит от концентрации комплементарных последовательностей (разд.

29.10). Легкость, с которойплавятся и реассоциируют двойные спирали, имеет критическое значение для выполнения ДНК ее биологических функций.20Часть IV.ИнформацияМетодом электронной микроскопии былопоказано, что интактные молекулы ДНКиз многих источников замкнуты в кольцо(рис. 24.18). Открытие того факта, что Е.coli имеет кольцевую хромосому, не былонеожиданностью. Оно было предсказанона основе генетических исследований, показавших, что карта генетического сцепленияэтой бактерии является кольцевой.

Термин«кольцевая» означает лишь, что цепь ДНКнепрерывна, и отнюдь не относится к еегеометрической форме. In vivo молекулыДНК всегда имеют весьма компактнуюформу. В связи с этим следует отметить,что хромосома Е. coli примерно в 1000 раздлиннее, чем клетка бактерии.Не все молекулы ДНК имеют кольцевую форму. Например, ДНК бактериофагаТ7 является линейной.

Молекулы ДНК некоторых вирусов, таких, как бактериофаг λ,претерпевают взаимопревращения линейнойи кольцевой форм. В вирусной частице присутствует линейная форма, а в клетке-хозяине - кольцевая (разд. 30.16).24.11. Кольцевые двухспиральныемолекулы ДНК могут находитьсяв суперспирализованномсостоянииПри превращении линейной двухцепочечной ДНК в замкнутую кольцевую молекулу она приобретает новое свойство. Джером Виноград (Jerome Vinograd) установил,что ось двойной спирали ДНК может самабыть закручена в суперспираль.

Эта суперспираль может быть закручена в правуюили в левую сторону (рис. 24.22). Термины«суперспирализованная»,«сверхскручен-Рис. 24.22.Схематическоеизображениерелаксированной (А) и суперспирализованной (Б) ДНК.ная», «суперспиральная», «суперскрученная»и«сверхспиральная» - синонимы.Кольцевую ДНК, совершенно лишеннуюсуперспиральных витков, называют релаксированной.

Для того чтобы превратить релаксированную ДНК в суперспирализованную, необходимо затратить определеннуюэнергию. Например, энергия, затрачиваемая на образование 15 суперспиральныхвитков в одной молекуле ДНК вирусаSV-40 (ее контурная длина 1,7 мкм), составляет около 100 ккал/моль. Энергия напряжения суперспирализованной ДНК (энергия суперспирализации) примерно пропорциональнаквадратучисласуперспиральных витков.Суперспирализация, по-видимому, выполняет две биологические функции.

Вопервых, суперспирализованная ДНК имеетболее компактную форму, чем релаксированная ДНК такой же длины (рис. 24.23).Суперспирализация может играть определенную роль в упаковке ДНК. Во-вторых,Суперспирализация может влиять на степень расплетания двойной спирали и, следовательно, на ее взаимодействия с другими молекулами. Точнее, отрицательнаясуперспирализация может приводить к раскручиванию двойной спирали. Интересно отметить, что почти все кольцевые молекулыДНК, встречающиеся в природе, отрицательно суперспирализованы.Важная характеристика замкнутой кольцевой ДНК - ее порядок зацепления L (отангл. linking).

Число L указывает, сколькораз одна цепь пересекает другую цепь, еслиих спроецировать на плоскость. ЧислоL должно быть целым. Кручение Т (отангл. twisting) и величина суперспирализации W (от англ. writhe) связаны между собой уравнениемL = W + Т,т.е. находятся в обратной зависимости.Порядок зацепления - топологическая характеристика; она может изменяться, лишькогда в одну или в обе цепи кольцевойДНК вносятся разрывы. Действительно,были выделены ферменты, которые каталитически изменяют величину L. Каталитическую активность таких топоизомеразлегко выявить с помощью гель-электрофореза, так как суперспирализованная ДНКболее компактна и поэтому имеет большую подвижность, чем релаксированнаяДНК (рис. 24.24).Рис. 24.23.Электронные микрофотографии митохондриальной ДНК:А - релаксированная кольцеваяформа; Б - суперспирализованная кольцевая форма.

Характеристики

Тип файла
PDF-файл
Размер
34,26 Mb
Тип материала
Предмет
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6384
Авторов
на СтудИзбе
308
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее