Д.Г. Кнорре, С.Д. Мызина - Биологическая химия (1128707), страница 23
Текст из файла (страница 23)
В когшэ<еновых волокнах трп спиральные почине~<тцдпь<е цепи скручены в едину<о праву<о суперспнрчль (рп< 23). 3.4. ПРОСГРА1!СГВ11!!!!ЛЯ СГРУКТУРЛ ПУ!О!!4И!!ОНЫХ КИСЛОТ При установлении истинной конформации нуклеиновых кислот вознш<ает три вопроса. Первый — это кап<радиация рибаэафасфапп<о<а исшиии. состояп<его из периодически повторяющихся атолюв Р, 05', С5', С4 ', СЗ', 03'. Опа описывается шестью торсиопнымн углами а, )), у, б, «, ), характеризующплш повороты вокруг шести повторяющихся связей Р-05', 05' — С5', 05' — С4', 04'-СЗ', (3' — 03' и 03'-Р. Именно эти углы определяют общий ход полппукцоп<даой ц<пп, Второй — каиу<орл<ачич <!<у! аиа.<пала цикла.
Спстелп< пэ пяти атомов помимо трех поступательных и трех вршцат<льпых плкст шце дшипь ст< пеной свободы. Поэтому построить циклическую структуру с задаппылш дчппамп <вя«сй и угламн между связями, те, с десятью за<ршиылп«<о<к три пскпмп парам<трама. в общем случае пельзл. Пятпчлеппые цньз<ы, и том числ< фуршюзпый, <у<цсстиуют в результате отклонений значений валсптпых углов от оптпмалы<ьш, с<юйствспных аналогичным линейным структурам. 13арпщпш этих отклоне ний в определенных пределах допускают и вариации торс<юппых углов в цикле, в результате чего возможно существование нескольких копформшп<й 1(нчсствгппо нх прп<што характеризовать расположением атомов цпк.
<а относи'<тип,по некоторой плоскости, характеризующей об<цую орпептацшо ц<пыщ. !!Рп этом мохи<о представить себе 1О идеализированных копфорлшцпй, прп которых четы!эе атома <ы пяти находится в одной плоскости, а пятый вьштупает пз щс либо и ту лкг сторону, что и С1!эгруппа (андо-кок<бормацпя), либо в протппопо пькпуил (элиа-копфо!э<<лиц<я). Танце конформации, пмеющпе форму конверта (от апш< епус)орг), паэыва<от бэкон<(<о!ж мациями.
Все остальные мыслимые поп<)ю!пп<гцп< тщ,овь<. что пикав<д ч<"п<р< атома не находятся в одной плоскости. 1!х <шлывюот скручщ<пымп плп твистконформациямп (сокращеапо )ькопформэцпя). Любой переход между Е-к<лпфорл<ацпялп< мопщо цредстш<пть «бе как результат одного пли пескольюш пароме<цеппй, ~<рп кюкдом пз которь<х пара соседних атомов постепенно изменяет свое поло,кш<пс относительно плоскосп<, образованной тремя остальпылш атомалп< фурапозпого ш<къ<. Сугь перел<шцшшя за<е<почается в том, что атом, выетупщоп<ий из плоскости в <и ходпой Хькоц<)<орлцицп<, перемещается в направлении этой плоскости, а соседний атом синхронно переме'- щается в том л<е направлении от плоскости.
Это перемен«чпк эак<шчпва<т<я образованием новой Г-<,оп<)юрмацпп, прп «и в силу характера иерем< ще ния экэаконформация переходит и энди-. а энда-ко<~<)<орлппц<я — в экза. Такой г<ореход получил название исеидоирасчеаил. о б Р— ) Π— з" Сзс «яо Сэлэ эа Сэяэиво С ' н некоторый угол Р, нри э о изменении которого от 0 бг С' М до 360' проходится весь З 2' Е набор конформаццй. При этом значение 0' приписывается конфор- ~лЭУ Р 1 мации, в которой атомы о СЗ ' и С2 ' в равной степени выступают из 3 плоскости, образованной о атомами С1 ', С4' и 04', 4' 3' 4' причем атом СЗ' в ту же сторону, что и 5 '-СНЭ- 2' / группа, а атом 02 ' — в з' 2' з противоположную. ТаСЭЯ ияо кая конформация назы- 6 веется С2 '-зкза, 03 '- энда.
Она является нроме>куточной между о со С2 '-э«за, которой нрцписывают Р = 342, н / СЗ '-энда с Р = 18'. / 'г / / Дальнейшее увеличение угла Р соответствует взаимному неремещецию Сэл это атомов СЗ ' и С4 ' и чем через Зб' достиг ся следующая Е-конф Рис. 24. Тарснанные глы н Р .. у конформации фураназнага цик- нация С4 ' зкза' а — тарсяаяные углы; б — Р «сифа мя . «а«~армян«я (сч -энда и с2 -энда); я — переход «а«фарм«и«и С2 -*«за в Сэ -энда че аэ и а С2 э СЧ ( составе н е С4 ' н 04' и т.д. чаются ' '-энда и СЗ '-энд аве нуклеиновых кислот чаще всего встре С2 '- конформации, которым соответствуют значения угл гла цсевдовращення 162 и 18 На рис.
24 приведены эти две конфо мщ > экза в СЗ '- нформацни, а также переход конформаци>л С2' Т ет э«за в '-энда, через промежуточную 02-эхза, СЗ'- д з, ' -эи а-конформацию. ретий вопрос — азаижиая ариентпация фг ацаз гете а икл, о Чия фурацаз«ага цикла и азии>садер>каибе< рацикла, определяемая торсноннылс углом, ошлсыва но гликози н бсывщон<нм поворот относителькозидной связи.
Этот угол, обозначаемый, оп >е еля 0 — 01 — Н вЂ” 02 тома ' — ' — — С2 (рис. 25) у пирил<ндицовых и 04' — С1' — 50 томов ' — ' — 1 — С2 — у нуриновых нуклеоти ов. Д у. д . Длл качественного рассмотрения можно в г бом приближении представить ебе, жно в гру ом плоскость гете о ить се е, что средняя плоск <ость фуранозного цикла и нь>, р ионный угол у определя- гетероцикла взаимно перпендикулярны. То с ая часть гетеро икл какая повернута в сто он т р ц . а оказывается над плоскостью фурано- зного кольца, а так и сторону от колы<а.
Две стороны гетероцнкаов у пиримидинов не эквивалентны. Папболее «ч сто он ' т , ' ' как у пу иков, р ч . ап олее близкими к плоскости, характе- г н н-н Л— Обэ~ф / Н (Сиэ! и <и' !. о о н б Рнс 25 Конформации гетсГюцикла относительно фураназнага кольца рибаэы: а — анти — «6 — сии-каяфармвиня. А>аллы, аггредеияюи<ио взаимную ориентацию фурвяаэяаю цикла и азотсадержаи<ега готераци«лв, выделены ризующей располо>кение фурацозного цикла, в случя< и~Рнмгщггиовых гетеро>ин,— дов тимина, урацила и цнтознна являются группа СΠ— Нб и су>к<гтвсчшо болсс обьемная и к тому же полярная группа С2 — 02.
И случае нури>юных гегсроци>,— лов — аленина н гуанцна — блни,айшимн к той жс плоскости окгщывяются группа 08 — Н8 и существенно более объсмнстый фрагмент С'1 — 83 — С2 (рнс 25) Конформации, нри которых более объем>нтый фрагмент повернут в нтцшвлснн<г от фуранозного кольца, наэьшюот а«и>и-хаифарл<ичич.ии 1!м гоотвсгствус"г д<оишзон значений у от — 70' до -180'. В большинстве едуч«си для нсрсчнслтгных гстс роциклов как в составе нукчеозндои н нукгсотндои, тяк н в составе цу>сланцевых кислот анти-конфорлшшш явл>потея ирсдиочтгпхалг,пым<г.
В нротнионоло>кной ситуации, когда над фурэнозныл< кольцом располагается фрш.мент С2 — 02 пирииидина или шестичленный цньл цуриноиой сися< ыьц ьонформяцгггг няэьгвяклся сия-канфарлсагличлси. Им соответствуют угчы < от О ло 110 Предпочтительность анти-< оцформяц>п> нс является г<бсолютоой. 15 3 3.7 описаны случаи, когда в нуклеиновых шклотах гуяношц< наход>пгя в сии-<,оиформации.
Кроме того, последняя оказыижтся цредпочтцтя линой у модпфиш>рояанных оснований, если в цоложенне 6 нирнмиднна шш положснце 8 цур<ггш вводятся ебьемистые заместители, например меп<льцая груциа >ши агом брома. Сама нолипуклеотндняя цепь нс нмсст,какой-либо резко предпочтительной конформации, поскольку между се атом«ми нс существует таких 'спец>н!>г<чнгси взаимодействий, как в пош>понтонной цсн>г в а-си<грал>г >ши в д-слоях, 0прсдс ияюшсо .гияиаггггс пля ес ьон<1>оомшггггг ~г<гсгггг г гяггыс <сапог<я гстсг><л<гц<эг>гчссгогх О' О- 1 О и 1 О О О О О- О О л, <я Р О О- 3' 3' 1'ис.
26. рот!он-крш,ож.|,о! ь жпчод!.игп|и! л|яждл г<тгроникзял<и. вхоляж! м|! я <<от|!, |я|я|и|у|.яотндных ||гиги; |||о||я — <я'|я|я: яя|! |||! !'! о|яя фрагментов. Ош| могут бьгп, яесьмя миагообрязиы, аднока среди них резко выделяются взаимодействия, котарьк иязышиат уотсон-кр|и овскичи ио имени установивших их яятороо, — это взянмодайстя|ш лкжду тили|иал! или урацилом и ядеиином и между гуяиииоч и шггозииом. '.)ти взаимо||<икте|и рек шву|отея, если две полииуклеотидные ц<чш и,зи двя фрагчентя одной цепи яитш|аряллельиы, причем рибозофосфатные оставь< !.<ак)<ой из ценой ||ли кюхдаго из фрагме|пгоо образуют ира|ую спираль, ось которой проходит приблизительна иериендикулярно илоскости, я которой ияходятся взяимодействующ|к' гетера|ни<ям.
Схемы взаичодейстшш ме,кду гет< роки!.л |ми вме<т< с иричыкяющими к иич участками рибозофосфятиых остовов приведены иа рис. 26. Вя,киым свойством именно этих ияр г<тероциклав и именна ириведеииой их взяилшой ориеитяц|ш является идентичность ря.|через этих ияр и их оришпяцш| относительно связвиных с нилш яточов С) ', о тем самим и атиаг|ггельио яс< и |и риодической чясп! остова.
Поэтому носл<давят<лыюсть чередошишя гетарациклая. т.е. иаследовятельиость иуклеотидов в одной из цепей или я одном из взяимодействуюиаж фрагментов цени, ча'кет быть произвольной. Вторая же иагледовятелы|асть одиаянячно ей соответству<т. Первичньм| носителем ияслед- -АбясбяятбттсббяттААА6- й „ф „,.
— СТбСТТАСААО СТААТТТС— з<ивых организмов является ДНК. Именно ДИК обладяет А гСЪАбССТГХТТТС-) и 4 оголи способностью к сямокоиировя- -АбА нию, которое иеобход| |ма, чтобы — т с т 6 Д ир о «я<» снабдить программами обе т 'г ~Я Т У С Я ЯА Т Т А ААС ! дочерние клетки, обрязующиеся АСАА6ССТААТТТС ! и <ил Яг м«с нри делении материнском клетРис. 27. (Х|мя сямоудво<|шя ДНК ки.
Детальный механизм самокбпирования ДНК рассмотрен в 2 5.1 и 5А. Здесь же вкратце оиисывяется принцип построения этих молекул, обеспечивающий их способность к самокопироваиию. ДНК хромосом состоит из двух полииуклеотидиых цепей, свернутых вместе в единую сииральну|о структуру так, что все иуклеотидные остатки двух цепей попарно сближены. При озал< каждвн такая йяря нукл<оп|дав содержит о качестве гетероциклов либо адеиии и тимин, либо гуянин и шгтозин, Это означает, что каждая пара обрязовяия одйил! нуриновыч и одним ииримидииовым иуклеотидвми. Полинуклеотидиые цени в этой структуре, нязыяяемай чяста <)войной соирихлял, рясиоложеиы яитиияралл<льио, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
