Ю.А. Овчинников - Биоорганическая химия (1128694), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Р. Холлй уланоеил пер»ясную структуру тРНКо" из дрюкжей. Тогаа же, »сходя из предстеалеиия, что наиболее стабнхьное госте» ие тРНК соответствует обрезонанию максимально возможного «оп«»ест»а «одородыг-связанных пар асио«аний, а также псггпеыеа»сь гю экспериментальны« лан ых по неравномерному гндролизу молекулы рнбону »с«замп. Р. Холл» предложил модель атаричисй структуры тРНК необычной форм — * рдуюпы с» д - и духц о чюн у» е.
мн н паз«ел лгу структуру клеаер ым листом (рис. !Чу). Сграен е пу ле оеьм и слог 3 он гик и) Псы«)л( ( ()26) т"*"" "г" ч л 0 та)\ С зех пор были пределены последовательности более )00 тРНК з раз ых исщчггикаи, и «вщлосм о. тр ме различии первичных структур, все тРНК и еют ехал ую вторнную структуру типа клеперно а ласта . Этв структура хара тернзуется пя ью атас «ла няни ( лепестками ), в составе и рьш меме» одгюцепоче ими у меток дзухцепоче и» стебель.
Кала му ответ пению присвоено с~юе название либо о серу турному, лмбо па фуика опальному признаку' участок, включающий 3'-кап. цевае звмю тРНК «о араму присоед ияе с а , получил азванне аминовцильпощ (АА)( колер» аший в петле ан и кодаи аитикодоноващ (АС)(у«веток. впетл о орша содер иг.а об«щи для щех тРНК последоьзтелмюст ТРС Ту ветка: участ к, содер кашин дигндрауридинмс.- О-участка.
На анен. фрю меиг структур, располо сними межру Т. АС-огветвле ия и, н ест дли всех тРНК разлйчнме размерм н налынаетсв варивбельнь У.участи Струк ура т на клеверный лист абьнс влв харю ерную реакционную способность нуклеотиднмх зве ьев в р. знмх учвстклк тРНК по апгошению к химически агснтвм и к действию рибанук еаз. Од вко гидролина ические характеристики молекуль сюг.
детелг«твавали о ее более комп»ксюш' угюковке, «о ораз могла бм уш ° Д р„ ур С б бр'и гретичнои структуры стал ясен после Р. тгеноструктуриого ана лиза порван тРНК. «оторую удалось получить кристаллическом сос о иин (тРНК»" из нрожжсй) Реитгтнаструктурн е сследоаании бмл выполнеим одно реме»ни двумя группами в л бораторннх А Рича (С(ДА) и А Клута (Великобритания). Впоследствии били уста овленю трет ч ые сгруктурм еи( юг«аль«их тРНК. Третичная структура юлекулм тРНК"е' нюбрал снв иа рисунке )98, она иапо ииаег латинскую букву !.. Общие закономерности, ноймин«ге для структурь тРНК, по видимому, реализу)отс» и в Лругик одноцепачечнмх полннуклеотндак. Те из их, для «оп рмх уже определе ы первичные структуры, могут бьгг прело аале ы «ак образощния с мрелуюшими .я паук- н одноце очечиммн учвспщмн.
Например, щшекулы рибасомнмх 55 РНК ииеют втор«чине структурм, скалине с кленернм листом» тРНК. Значительно более сложно выглядят струкзури вмсокомалекулярнмх рибосомных лн вирусимз РНК (рис. (99). Несомненно, ч о такие РНК и«халате» компактной форме, квк зто следует нз их гндродииамнческих шюйсти, однако летали пространстаеигюн оргаиияацни пока неизаестнм. Так же как и лвукнвпачечнме полннуклеотидм, адноаепачечнмс олвкулм могут денатурнрозат с разрушением втори«ион и треп ной структур.
Вен«тур ция наблюдается при повыше ии температурм, понижении ионной силы или добавлении в среду денатурврующих агентов . мсчевниьч органически» растворит лей ит д. Изучение плавления РНК разл чнммн ме ода и (УЮ- КД. и ЯМР-спектроскопия) позволяет сделать вывод а многостадиииа характере зтого прон»сса. Кпаперативность процесса плавления одноцепочеч у е е в случае нвуспмрвльнмх. До снк пор расс атриналн ь сгатичыкие структурм ДНК и РНК. «оторме аредстввляют собой среднее и наиболее вероятное состояние малекулм в д*ннык конкретных угловиях.
Важно тем ве менее понимать, что Лаже при низких температурах, далеких ат тсмператщзм плавлении полне уг леотнлнвз цепь находится в па стоянно лап«кении, определяемом тепловыми «олей«пнями. Нуклвомднме звень» сохраняют достаточную степень свобода) и совершают лакальнме даи е ня, хи»читальню по ампли уде н час оте. Ну«нем юзые г спОгы Р Гтт У * «Р"' 'Е РГ" М РНК О Ц«2 * Вероятно, в основе ик лежит конбюрмациа ная гнб ость фураиозц кла иуклеатиднай единицы..цосабной к переходу от О12')-энда к О(3')-з до-конформации, и наоборот. Подобием переходы, в сгюю очередь, сиазыезются и гарсиа иых углах фосфодиефириых и М.гликозидны» связей и приводят к таким ффектвм, «ак изменение перел плавлением и дыхание аалинуклеот Ла.
О динамичности структуры Оолннуклеотидов свидетельствует ред двинмк, полученнмк химическими методами. В ямтности. суквзтвовэние равновесия еорцродно-святаннои н свободной форм оснований следует из резульныав экслернмеитов но трнтиааому илм деитчрообмену. Другая труппа дан мх, ка арен также позюляет прелположнть денвмические иарушенн» втори« од структуры ДНК, а «азана а изучении ее езаимодейсцм» с так иазыше. мыми интеркалируюшими ушестаами. Эти сюдинення имею~ аяа.
окне аромэтнчес«не кр мофары, как, например. этндийбромид (см. с. 34!1. Ренпеноструктур«ый анализ «омал «ов таких соедииени« с интетнческнмн деухценочечнммиолигануклеот иламн аоказыеае, что шюские ароматические кольна «расителей внедряются мех ду парами оснований двай«Ы« соирагей. Ме«аггггзм введре ия нред лола вет проникновение молекулы красителя ме Лу парами оснои и й в е т возникнОвения локального нарушения структуры, при этом зодородвые вязи между нарами асиоиений сохраняются, татаа «ак стэкииг -взаимодейстеия иарушвютсн.
Одним из вариантов такого нарушения структуры являетси образование так назышемых *кинкое, представляющих гобой нэ- чл С~ с а .'с О 'О а с с С 'с' С о о а о,'л «.ц ',О 'Ъ.ее~ г с С 1 егС, ',ух' ,ц Й~ "о Р лозе 'е ,,ф цех а' о,о лл..'о .
«р с. а о..ъ цс С',С Ц.«Г, 'О а г .'гс ас С Р й,о' с«: Со«сцг; с шг'~оспой)бйб9)'цц«ссе.ос ао.,н с'"' 'н* суо о'„. ь е.а се ое О -а с ц о.ал бба с лес се с г о з Р)4. ц с .«ц ц * с с С С о ц ц ОО о а„ са "цца осноссосьса*цсццосососо цоц ссьзцс*зццссццсоацс Строе е ну « в п о рз Ф ломы лапиной спирали. схемати секи изобрвменнье на рисунке 260. Впервые г потеха о воз к и «н «ов была вмсказаз в Ф. Крн ом и д Клузом дли бья нмз я спо оба у«лад«и ВНК в ну лео. с мак «ро атим.
Хо я пп т ы .е была римо подтвсрмдена зкспернментал но, о и породила зтелый ряд гипотез о способах обрах аа ия кн «ов а двуспиральных ДНК и нх роли во взаимо днк мз и дйк. во вфп де«стен« с ннтеркалнруюгцнм«краснтелнмн «бе ««мп, держащем« спо обны к н>нерка ц аро атпческнг амн окнслоты. Зтн гнпотезы с»од»эта к тому, ч о в момент образо»а н» «кннк ннгерквднрующее ещество способно ынлр ы ме» ду пара н основа нн, «оторые удахяютсе друг от пруш в месте нз,юма. И огда «реппошнают, ч о воз««к«овен«с ««««ко» предшест>пет плввленню лвухцепочечных полннуклеотндоа Мг г " се е .
Синтез нуклеиновых кислот н ° е л >к ь а> лр тр >р >мв>. Ферменты биосинтезв нуклеиновых кислот В этом разделе рассматрнва«пс» основные ферме ты бноснн. теза нукленновмх кислот, поскольку многне нз ннх широка нспользуютс» в «нмнко-ферме тат«в«он сннтезе полннуклеотндое. Среди этих ферментов особый ннтсрес представяяют пол«мер»вы н л«- газы.
ДНК-пол«парезы. ДНК-полнмеразы атносятс» к тноу ферментов, образую пнх фосбюднэфнрные связи н нспользующнк в «а«естес субстрата деэоксннуклеоэндтрнфосфвты >ЛИТР>. Необходнмым ус»о»нем рабаты тек«к ферментов, квк правило, валяется налнчне матрнны н звтравкн. Матрнцей служит одноцепочечнвя ДНК, н ДНК-полнмеразы ее копнруют, сннтезнруя комплемептарную полндезокснрнбонуклеотнцную «епг Синтез не мокет начвтьсн без затраекн, представляющей соуюй очнго- нлн полннуклеотнд, помплементарный матрице н нмекхцнй свободную 3'-ОН-груцоу, с которой нвчннается пряток»ниенна первого нуклеотнда вновь сннтезнруемой цени В настоягцее тремя методы сн теьз олм~о- н пол«пук»сот«до» разработа ы е такой степе н, чтп в короткне срцкн мо ут быт у «у м фрю «ДНКб йд «пр ческн любого сост«еж Достнгнут существен ый прогресс н в ннтезе полнрнбовуклеотнлов. Обвш» страте ня сннт за поли уклеоткдов н кушке оных к«слог заклпмштся в «омбнннроеанном нспольшш нн хнмнчес«нх и ферменгэшнных методов. Опюштелмю неболынне олнп нуклсотнды сннтезнруюг х«мнческн, а затем «соедн«ют» в длннные цепы с помощью соотеетстауюшнх ферме»то» Сннтетнческне алнго- н полннуклеотнды, а так«ге полученные синтетическим путе гены н регуляторнью областн >промпшры, шрмншторы н т.
д.> шнрпк попользуются в ншледош нн структуры н функ««к нукленновык кислот, тенет««сок й н белковой нн:к»нерп«. бнгтехно:ю> нн Сннтез оп«го- н и л нуюн:от«дон. представляю«>нй собпн еа кный реале» бноорга нческ й ««мне, «мест се паня большое теорет««еское н орнкладное значен«е. Твкггм образом, ф рысят кыполняет функцию отборе нуклеозилтрн4юсфатоц «омплементврн лх «вждому слелующему звену мвтрн. ц,и ели ру у иф у «уз'ОН-руины вр нв и-4юсфатную группу грифе«фате: ОН В. В В, В г.— и — Π— т — О ! ОН ОН 3 Нг *«ч м» ййВг Вгйг; 1 5' 3' 5' гу После притаенные и каждого нового звена удлиненная цепь содержит нв 3'-«онце свободную гивроксильную группу, к «оторой й, мо лет присоединиться новое звено. Процесс продолмвется, пока ДИК ие ствщт пошюстью двухцепочеч ой.
Новая цеиь рвстст в направлении от 5'- к 3'-каноз. в матрица считыеветс» в вправлении от 3'- к 5' концу Вышесквзенное относится к общим свойствам всех матричнозввисим х ДНК-полимсризующнх 4мрмеитов Однако ферменты 1 из резных источников обладают и индивидуальными особенно стямн. А О О" О М: 350 Ну ле ноа ~е к с о ы .РЛРОРАРАР(ОГ 3' 3 .. Р(РСР(р(ркрп р Р(РСР( РТРАРА 3' Р.(еьр) ДНК-полнмереза ! (но ие фра мент Кленова! ироко используется лл» полу инна меченых ДНК методом так называемой гчк-трансляции (от анкш щсд, обозначающего оиноцепочечныи разрыв»!.
Если диа нз цепей ДНК содсрмнт одноцепочечиый разрыв так, что 3'-концевой нуклеотид е месте разрыва имеет 3'-ОН-группу, то ДНК-пониме(юза ! а прнсутст ин четырех нук. леозндтрифосфвтов осушест г т матричный синтез. Од оаременшг она идролиэует суцестюеаешую цеиь за счет 5'- Зцэкзонук лсамоц акзмвностн, как показано иа ске е' ОН ОМ цшы ' Так, ДНК-погнмераза ! мз Д.
со(г (открыта А. Корнбсртпм(, помимо полммераз ои вктиан стн, обладает еще двумя типами экзоиуклеазнпи акти ности. квк 5' 3'-экэонуклеаэа она осущестляет с 5пконца двуанепочечньщ ДНК легргщацию, е результате «оторон происходит от цегглеине 5'. о о и 5'-фосфорнлироеа ь ных коротких олнгоауклеотидоц а как 3' 5пэкзонук. еаза цоследоштсльно опценляет 5ч ононуклеотиды с !скоп юа двухцсца. чеч ых и оаноцспочеч ых ДНК. фермент работает в орнсутстиии нон в Мйг '.
При мягком проте лнтическом ра щ плинии субтилиз» ом ДНК-палимсрвза 1 дает деа полнпеппгда, один из которых обл» ° цест олько 5' 3'-экзоиушмазипй активностью„тогда «ак другой сохреггяет пол неравную я!'- 5зэкзо у лева ую актиююс н.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
