Ю.А. Овчинников - Биоорганическая химия (1128694), страница 48
Текст из файла (страница 48)
К ЕККОВЫЕ КИСЛО7 Строение нуклеиновых кислот Синтез нуклеиновых кислот Химическая модификация нуклеиновых кислот Нуклеопротеиды Процессы с участием нуклеиновых кислот: репликация, транскрипция и трансляция Генная инженерия м в (мь ь ! м ювю Нуклеиповые кпслоть — »амисйшие биапплимеры, осуществляю!лис «ранение и передачу теист«гескпй информации е мияои «летке. Существуют два различных тип» иуклеииоеых кислот.-дезоксириб иуклеииоеые кислоты (ДНК) и рибоиукленнопые кислоты !РНК) ДНД прелст»вл»ет собгй ге«ети вский материал больш«иста» ор а«измов. В прокариотическик леткак, кроме основном хромосомной ДНК, ч ст встреч»вися «исхромосомиые ДНК— плазмиды. В ау«ар«огня»с«и~ клетках ос«они««сса ДНК располп ксив е клеточ«ом ядре,тле а а связана с белками в ромосомаь.
Эуквриотические клетки содермлт ДНК такмс в раэли иых оршиеллак (митохоилрия», хлороплвстах). Что ме ««кается РНК, го а клетках имеются магри иые РНК (мРНК), рибосомные РНК (РРНК), транспортные РЙК (тРН К) п ряд других: «рпмс пт о. РНК входят в спец>в мпшпх вирусов. Исторический очерк. К середине прошлого века было усш о»- лспо, и сппсобиасть к >юслсдаэаиию пр з акая определяется материалом «яеточноп ядра. В ! 869 г. Ф. Мишер, исследуя кимический состав ядер иоииых «леток, вылепил из иик вегцестэо кисло о «арактера, паз»винце им иуклепиом.
Эт событие расценивается сей «с как открытие нуклеиновых ««слог. Сваг термин иуклеииовые кислоты бь в д >«89, >89! г ц йб ««А. Кьс сель описал гялролиэ иу«лен«о»оп кислоты, установив, что оги состоит мз остаткпе саг «ра, фосфорно» «полоты и гетырек гетере впали'ыс«и» осиоваипй, прииаллемащпх к пури«ам и диримидииам Ои ме «первые укаткл иа существэезиие двук т по» иуклеи о«их кислот С начала нашего юка началась интеиспеио изу е проаукто» расшеплеиия иукльииовых кислот. Э.
Фи ер пиес большой я лая а хмм«ю пури«о и пиримидииов, а позднее Ф. Леве«, Д. Г>плеяд и Лр, определили строеиие углеводиых «омпонсито и природу иукле. пзицнык з»еиьеа (назвени» тиуклеозиц» и нуклеотмд были пред. логкены Ф Л и еще >908. -(909 гг.). Окоич тельна строе ие иуклеозидов, иуклеотпдоа в >юль фосфодизфир>юй связи бьпш »и«сиены в >95? г.
в результате работ виглийскои ш олы под руководством А Телла Что ьагветсл полн ерпой природы «уклеинавых кисгют, то с конца 30-» годов сущесцю ало убемдеиие, что ДНК представляет соб й тетравуклеотид с четырь и р ы роци> чес ими ос«о«винами; это позтолилп Ф. Леве«у сформулировать поздиее тет(ииуклсотиди)ю теорию стрюпив ДНК. теория были опроаернута лишь э (950 г.
благодаря работам З. Чар~яффа, «вторый при тщательном аиа.чиэс паше» значительные (изличмя а иуклсотидгюм составе дНК из резвы> источников; ои ме сфор улпровел правила о попариой зкви ллент«ости содерцвиия аде«и«а и тимина, гуаиии» и цит змиа в ДНК. Пионерские р боты зу юг«ого состав ДНК расгеи»й били»ыполпены в этот пер«оп А. Н. Бело терским и его сотрудникам«.
Неко«лепные цаивые позволили сформулировать концепцию: спет«ческая ииформацм» е полпмерипй цепи ДНК заключен» е порядке черед а«»я четырех мпиомериых звеньев К эт му времеви в лаборатории М. Уил писа (Р. Фраиклии) были получены первые реитгено рампы ДНК. Венцом исследощнмй по ст>юеиию пуклеи ипаых кислот яеплвсь мпдель двойиои спирали ДНК, преллпмениая е (953 г. Дм. Уптсоиам и Ф. Криком и озиаменоэа»шая рол деи«е молекулярной биолщии.
К началу 40-х годов были получены примем докаштельстщ участия пук«си«о»их кислот в пе! »даче тенет« вский и«формзци«. В (940 г. Дм. Бидл и З. Тейтем, основы»вась иа миогочислеииыг эксперимеитальиых данник о зу и у вммов х б- ($ ипи плесени Нешотрогэ сг»ыа, сформуляровали лажный принцип «адин ген -- одии фермент». Несколшо позднее О. Эйэери, К.
МакЛеод и М Мак-Карти однозначно уста«о«ил», что передача »«следственной »«формации от клетки к клетке асущеспшяет. днк. Идея само»оспроиэаодстаа, ила репликац»я, ДНК, следа аашая иэ модели Уотспиа Кри а, была подтшр «деиа открытием фермента ДНК-поли еразы (А. Кориберг, 1957). Начало работам, приведшим к выяснению биологической роли РНК.было пололшио Т. Касперсоно» Ж. Браше еще « 30-к голах. Зиачитель«о пояске (а 50-х годам) было ппквзаио,что синтез белка осушестэляется рибоспмами, ио «оищпци» о ущестэоваиии РНК- посредника (мРНК), переносяще о информацию от ДНК к рибпсомам, была сформулирована Ф.
Жа обем и Ж. 6(пно только а 1961 г, Глааиый ф:рме«т трз«скрипци» - ДНК-э»э»сипая РНК- полимер»за — был открыт в )О60 г. С. В«песом, Ж. Гуреицем и О. Стиаеиспм. Одним из самых ип«иых эталон н изучении функция иуклеииоа слит явилась р» шифро с бэ записи информации а ДНК и принцип передачи ее иа белковую структуру, т. е. формули. роэаиие пиетического ода. В 1961 г. ф. Крик и С. Бреннер показал й б * у ри у типо» К этому аремеин были уже обнару кены транспортные РНК (М. Б. Хагланд и К. Огата, 1957) и аыясиеиа их фуикция, прояэляемая эо эзаммпдейстаии а тикодпиав м «одоиоа (П. Замечник, 19Н). Сам гке генетмчсскии «од, состоящим из 64 кодо«оа, был установлен в 1966 г.
благодар» работам М. Ниреиберга, Г. Кпраны и С. Очо». С мпм ита открытия генетического иода и»чин»стоя иовыи этап в изучении отру«туры и фу кции иуклеи«о«их кислот. Ои харгктс° изуется стремительным мьопле ием огромного «оличестаа акспериментальиых даиимх, приэедш х «иа«ым качествеиным представлениям. К 1970 г. и след эаии» гак «азы«асмой системы рестрикоии и модификации, «пшра«ущестаует а прокариотических «летках и предпхраияег о попа»»иия внутрь «лет«и чугкередной г петической информации, приаели к аыделеиию леры о из ферментоВ осущестэляющик рестрикцию. Им пказалэсь эидонуклеаэа, расщепляющая ДНК о опредслеииои ппследоаательиостн смипааиий. Затем были на»льне окали 400 полобаы» ферме«то«, способных уэиаеэгь свыше 90 различных последоаательиостей а ДНК. Таким образом, пОявился метод специфическик расщеплений мошкул ДНК, который состааил ос«о»у со«реме»«ой методологии уста«о»леан» структуры»уклеииоаых кислот и гсиипй инженерии.
Исследо»а»»а рестрикционных эндпиуклеаз были птмечеаы Нобелеаскои премией, присужденной Х. Смиту, В. йрберу и Д. Н». тансу. В ! 970 г. америка«скис ученые Г. Темин я Д. Балтимор сообгпилн гб открызии а »приона« опухолеродны РНК-садер кащих »»русое фермента — обратмой транскриптазы, с особиощ симгеэиро ать ДНК, использу» РНК э качест»е матрицы. Сущестгюеаиие такого фермеита рана» было предсказана советским генетиком С.
М. Гершеиэоиом. Эгп открыт« «и шей р«аолюцией э фуидамеитальиык представлеиияк о путях биосннтеза кукло»новых «ислот и дало»оэможиость получения ю тяго ДНК, «еляющ»хся шшяям» информационных РНК. В !972 г. П. Берг пюбщил о следи»сипи ю м(го, с помо»(ью специально разработа«иых пр»емоэ, ДНК лэух различим« вирусов. бвктерипфаш Х и Зулй). Таким обрящи, было пплпжеио щчало сеиетическай н«жеиерии, кот рля вскоре стала использовать для полугения фрагмеитоа ДНК рестрикципиные эпдонуклеачы, а дл» С рош у е оа г«ло нх соединения открыт е и хорошо о«ар»к ернзо а ные к т му «ремвнн ферменты — ДНК лнгазы Были раэраб ганы )Г Бойер, С. Коэн, Д. Хелннскии) системы введения чуиерэдяых ДИК в рззличн «лет . р с зоюл я ДНК юг и т « .
в*д » г а щ и Строение нуклеиновых кислот Первичная структура нуклеиновых кислот Нуклеиноаые полоты представлиют собой биополнмеры, построенные нз нуклеоти)гоа, соединенных фо фсщнэфирной связью. Кандый нуклеотнд, а свою оч рель, с оиг нз о таткоа етероциклич окою основания, у)лен«да н фосфорной кислоты. Одним из взцнейгинх «омпоненто» н) клеиновых кислот являют. ся гетсроцитлическн» ес ования. Все онн представляют соб й яроизводные пиримндина илн урина В инда».н щем больш»и тве у ве ну зеи о ты к гетероциклимс н пс о н й содерзкат урвцил (т лько н РНК), тимин <только а ДНК) и цитозин, являющиеся производными пнримилина, а шкме «данин н гуанин, атносящнес» к произвоцным пурина. В соответствии с принятая номенклатур»и псно анин могут записываться трехбуквенным колом, представляннцим три первые буквы нк латинскою назюния.
внехромосомные элсиен ы. способные существовать н раэмнолгатьс в этих влет«ах, зачастую нчесте с ннм. Встраивание чуцои ДНК »носители )вект ры) осущ ствлялось путе разрезании нх рестрикципниыми эндонуклеазямн и последующего сши внии лн)азами. Методи шиной нименерни я со)етаяни с доступностью ДНК, являюгцнхся «опиями нРНК, открыли три ьэзмо~ о пк а) вылел». ние ран е труднодоступных гено» эу«врнпт в н дивмдуальном виде; б) получение их в больших «плнч ствах, не бы димы. для струтурно о анализа; а) создание системы их экспрессии в зуд»родных ор анизмах, например в бактернальных клетквк.
Последнее обстоятельсчво открывало путь к созданию ми»их органнзмоа с залаинымн свойствами. Вскпре эта возмо1кность реализовалась абиотехноюиыи Бьши пплучены микробы, способные продуцироэать самые разнообразные белки. обычно синг вирусные эукврнотнческнми, а том числ» человеческим, организмами. Две р ы возмпммюти сделали реальным анализ структуры ранее недоступнык гении Непостааало то ько методов быстро о р ле п р й ору ур б.т ДНК. В )975 г. А. Маисам н У. Гилберт в США и Ф. Сентер н Великебрнтанни разработали такие методы, ставшие послецннм звеном в цепи методпв, необходимых лля широкомасштабных нсследоианнй струк уры н функциониро анна геномпв.
В разраб гтку щнх меюдов сушественнын вклад был и»воен А. Д. Мирзабековым и Е. Д. Сшрплаеым )СССР). СН Ое" Н О М С ро е усле оаытн сл т *(лс 1 НН 'н ы Нукмюэнлы. В саста е иуалеинов з кислот гетсропиняи ес ие сс нзе ы 12-р бо а РНК . 2д эонси О ряб» ДНК, образуя соетынения, назынаемые соответственно рнбоф' увлеоэмлами и.и деэансирибонуклеозилалти. Нуклеоэнды ввляюгсн Р-Н пснтвфурвнпзидамн етероциалнзескнз оснонтнин звере и андрю нюв ОН НОСН, СН с..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
