Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_1 (1123309), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Оба типа замешенных фосфатов найдены в дезокснрибонуклеозидах, выделенных после гидролиза ДНК. Ниже показано строение дезокси-3'-адениловой кислоты и дезокси-5'-адениловой кислоты: ынз (лС~ 1Ч нс с Р' М ынз ы с-ыч носн о н~~ ~~ н Наоз~ О нзо росн а, ° сннс' н~~,, ~~'н. 13 Он н дезаиси-Зсаданилсаря нислсяи (дз ск иаденсзин-з-фссфам) дазаиси З' аденнлаиря кискам„ [дазаксиадсиозин-в-Чгао)мм) Подобно О-гликозидам, такого рода М-глнкозиды стабильны в щелочах. Пуриновые нуклеозиды легко гидролизуются кислотой,в то время как пнрнмидиновые нуклеозиды гидролизу1отся лишь после достаточно продолжительной обработки концентрированной кислотой. Нуклеозиды, содержащие дезоксирибозу, имеют тот же тип гликозидных связей и являются 9-()-о-2'-дезоксирибофуранозидами гуанина и аденина и 1+о-2'-дезоксирибофуранозндамн цнтозина и тимина.
Согласно номенклатуре нуклеозидов и нх производных, номера атомов, помеченные штрихом, указывают на положение заместителей в углеводном остатке. Ь ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КЛЕТКИ Дезокспгуаннловая, тпмядпловая и дезокснцнтндпловая кислоты, этернфнцнрованные в положеянях 3' н 5', также обнаруживаются а гндролпзатах ДНК.
В РНг, только положении )' п 4' недоступны для этерпфнкацнп. замещение же по С-2', С-3' и С-5' возможно. Щелочной гндролнз приводит к нзомерным нуклеотпдам, этерпфпцнрованным по С-2' плн С-3'. Ферментатпвный гндролпз может дать либо нуклеознд- 3'-фосфаты, либо нуклеознд-5нфосфаты.
Значение различных нзомеров нуклеотндов обсуждается ппже. Все 1счеткн содержат свободную форму алениловой кислоты— аденознн-5'-фосфат, а также полпфосфатные производные — аденозпн-5'-дпфосфат и аггенозпн-5'-трпфосфат. Ана,чогпчно игпроко распространены нуклеознд-5'-моно-, нуклеознд-5'-11н- и нуклеознд-5'- трпфосфаты других пурпнов н ппрпмпхпнов, являюпцгеся производными как рябовы, так н дезокснрпбозы. Некоторые пз этнх моно-, Таблица 7.1 Номенклатура и принятые сокращения для нунлеотидов' Сокрвщекие Нуклесв'ип с)ЦГЛР Привекеие иокеиктетгрв только кки зсвввевывиык ировввскиик.
Другие мовофос. фаты — 3'-лв1Р, н.амр, 3'гояР и г. и довоквитекьив|е сокрвщеиик в символы сьс в ткпв. Т.п к в рвпоте [л 51о1. Тггещ.. таз, 3111. 1ртп). Адснозинионофосфат (аденилозая инглота) Аденозинднфосфат Аденоз пи гряфосфат Гуанозввмонофосфат (гуаниловая кислота) Гуанозинднфосфат Гуанозинтрнфосфат Цнтидннмояофосфат (цитнднловая нислота) Цитпдиндпфосфат Цптиднптрпфосфат Урндннмонофосфат (уридплован кислота) Уридинднфосфат Урндннтрпфосфат Тнминрибопуилеозидмонофосфат (рнботимндилован нисчота) )Тсзонсиадснозннмонофосфат (дезонспадспиловая кислота) )Тезонсигуанозинмонофосфат (дезокснгуанпловая нислота) Тнмидипмонофосфат (тнмпдиловая нвслота) Дезонспцитпдипмонофосфат (дезокспцигиднлозая кислота) АЗ)Р АЦР АТР Гт)АР СГ)Р АСТР СНР С)) Р СТР ЦХ)Р ПЭР РТР ТГЦР г)АЛНт 1%А)Р с)ТМР 2!3 Т. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ ди- и трифосфатов и принятые для ннх сокрашения приведены в табл.
7.1. Роль зтнх соединений в процессах метаболизма обсуждается в части третьей. В тканях, а также в некоторых нуклеиновых кислотах найден также продукт дезамнпнрования адениловой кислоты — пнознновая кислота (9+5'-фосфо-о-рибозилгипоксантнн): Н,О, Иновииовая иисисмв 7.1.6. Методы исследования нуклеиновых кислот н нх компонентов 7.1.6.1. Выделение иуилеиновых кнсаот Нуклеиновые кислоты, присутств)ющие в тканях в качестве нуклеопротеицовых комплексов с осибвньгми белками, могут быть выделены либо прямой экгтракцней. либо путем экстракции соответствующих нуклеопротеинов, обычно 1 М растворами солей.
Растворимые нуклсопротеины диссоциируют при насыщении раствора хлоридом натрия, который при этом осаждает белки, а в случае ДНК вЂ” изопнкническнм центрифугированием нуклеопротеина (равд. 7.2.7), Белки могут быть также отделены от нуклеиновых кислот экстракцией феиолом влп обработкой детергентами, такими, нак додецилсульфат натрия. После отделения белка иукленновую кислоту можно осадить, медленно добавляя спирт.
7.1.6.2. Идентификация ДИК и РНК Дли определения типа нуклеииовой кислоты иеобхолиьш идентифицировать сахар. Наиболее часто применяемыми методами являются колориметричсские; их можно исгользовать для количсствесного определения углеводов как таковых или, соответственно модифицирован методику, для ояределеиия нуклеиновьж кислот. нуклеотидов и других производных. Некоторые из методов определения пентозы основаны иа высвобождении фурфурола после нагревания с НС! (равд.
2.2.6.3). Фурфурол дает красное окрашиванне с ацетатом акилина или желтое окрашивание с л-бромфенилгидразином. Рнбоза дает хараитерную окраску после реакции с орцином в соответствующих условиях (табл. 2.!) Бели ДНК нагревать с дифениламииом в кислом растворе, то наблюдается синее окрашггвашге. При реакции Фойльгена (табл. 2.1) дезоксирибоза или ДНК после частичного кислотного гидролиза дают сине-фиолетовую окраску. Ь ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КЛЕТКИ 214 7.1.6.6. Спектры поглощения Циклические системы пурнноа и пирилшдииов в иуклеиповой кяслоте содержат сопряженные двойные связи и обладают заметным поглощением в УФ-области спектра с максимумом поглощения вблизи 260 нм.
Поскольку белки характеризуются гораздо более слабым поглощением в втой области (не более 1 — 2зй), спектральные свойства нуклеиновых кислот удобны для идентификации и количественно~о определения этих веществ в клетках и тканях. Фотография клеток при УФ-освещении зависит в основном от сильного поглощения нуклеииовымн кислотамн и позволяет. например, без прокрашивання научать поведение хромосом в живых клетках. Применение такой методики в сочетании с использованием высокоочнщенных ферментов, расщепляющих нуклеиновые кислоты или белки, позволяет точно локализовать нуклеиноаые кислоты. 7.1.6.4. Разделение и анализ нуклеотидов Для разделения пуриновых и пиримидиновых оснований, нуклеозидов и нуклеотидов испольауются различные хроматографические методы. В случае нуклеотидов используется также электрофорез.
Эти методы пригодны н для разделения производных рибозы н деэоксирибозы. Разделение иуклеотизов зависит от присутствии в пуринвх н пиримидинах способных к ионизашгн групп, а именно снольных гидроксндных групп урацнла, тимина н гуаннна с рК' в интервале от 9 до 12,5 и аминогрупп аденнна, гуаиина и цитоэнна с РК' между 2 и 4,6. Кроме того, все нуклеотлды обладают двумя кислотиымн группами замешенной фосфорной каслоты с рК( 1 и рКэ -б.
7.2. Структура дезоксирибонуклеиновых кислот 7.2.1. Межнуклеотидные связи Дезоксирибонуклеиновые кислоты являются полииуклеотидами, в которых фосфатные остатки каждого нуклеотида служат мостиками при образовании фосфодгезфирных связей между остатками дезоксирибозы. Доказательство того, что мсжнуклеотидные связи находятся между атомами С-3' и С-5', получено при изучении ферментативных гидролизатов ДНК. Последовательный гидролиз ДНК панкреатической дезоксирибонуклеаэой (ДНазой) и фосфодиэстеразой змеиного яда дает смесь дезоксирибонуклеозид-5'-фосфатов. Комбинированное действие ДНазы и фосфодизстеразы селезенки приводит к дезоксирибонуклеозид-3'-фосфатам. Таким образом, ДНК является длинноцепочечным полимером с диэфирными межнуклсотидными связями между атомами С-3' и С-5; как показано на рис.
7.1 для фрагмента цепи ДНК. Для построения схематической структуры ДНК служит следующий способ (рис. 7.1). Горизонтали изображают углеродные цепи сахаров с основаниями, присоединенными по С-1', а диагонали— фосфодиэфирные связи между атомом С-3' (вблизи середины горизонтальной линии) и атомом С-5' (конец следующей горизонтали). Такое граФическое изображение структуры используется и для ДНК, и для РНК.
г. пгклвиновып кислоты Т О=Р— ОН пении о / О=Р— ОН Н,С ванин Н,С имии РЛРСот О Н О=Р— ОН / / Рис. 73. Нзобразнеине фрагмента пепи ДНК„показывающее положение межнуклеотидной свини между атомами С-3' и С-б'. Справа — схема данного фрагмента. Для длинных полинуклеотидных последовательностей применяется также буквенная система.
Буквами А„б, С, 13 и Т обозначают нуклеозиды. Фосфатная группа обозначается буквой р. Когда она находится справа, этернфицирована группа при С-3', когда слева — группа С-5'. Так, Ару/р — это динуклеотид с фосфомоиоэфирной группой при С-3' уродина и фосфодиэфирной связью между С-5' для 0 и С-3' для А. Если не очевидно, что обсуждаются дезоксинуклеотиды, полезно точно подчеркнуть это, например д-АРТрйрТр и т. д. или с1-АТЛЕТ и т. д., указывая, что эти нуклеозиды содержат дезоксырибозу. !. ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КЛЕТКИ 216 7.2.2. Состав ДН К Табл. 7.2 показывает состав оснований в ДНК из различных образцов. Эти и ряд других данных обнаруживают существенные закономерности строения ДНК. Во всех случаях количество пуринов (Рпг) зквивалентно количеству пиримндинов (Руг), т.
е. Отношение Рпг/Руг равно единице, так же как отношение количества аденина 7 блица 7.2 Состав ДНК из различных образцов' Состав оснований, нот.;, дл-т о-1 г Рог Руг с С Обгаеец о ~ д ! с ~ т 14,0 36,9 !2,8 36,3 2, 0 1,02 1,09 1,04 Иа работ разини исследователей. б Π— гуаннн, Д вЂ” аденнн, С вЂ” цнтоэнн, "цптоаиневетилцнтоаин.
Т вЂ” тггмин, Рнг/Руг — пурии1пвринндвги (А) к количеству тимина (Т). Аналогично отношение количества гуанина (С) к количеству цитозина (С) (плюс метплцвтозкн, если он имеется) равно единице. Хотя такие данные приведены только для пуринов 'и пиримидинов, отношение количеств соответствующих нуклеотпдов то же самое, так как на каждый моль основания (пурина или ппримидина) приходится по 1 молю дезокспрггбозы и фосфата. Такого рода данные получены для многих образцов ДНК, и указанные закономерности сохраняются. Тем не менее ДНК каждого нида обладает характерным составом, который не зависит от возраста, условий роста, различных факторов развития и т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
