Vegyszerek és a DNS-szerkezetet
Chemistry and DNS szerkezetét
Chemistry and DNS szerkezetét
DNS-molekulák lineáris makromolekulák hosszú kettős szálak (szálak) polimerek monomerekből, az úgynevezett nukleotidok (szerves kis molekulák), és építőkövei DNS.
Minden élőlény DNS makromolekulák épülnek ugyanazt a tervet. Ők alkotják lényegében azonos nukleotid, amelyek mindegyike tartalmaz egy molekula foszforsavat és a cukor, és az egyik a négy nitrogéntartalmú bázisok - adenin, guanin, citozin vagy timin. Adenin és guanin purin bázis, míg a citozin és timin - pirimidin. A purinok és pirimidinek bázisok úgynevezett az oka, hogy a savas környezetben, képesek kapcsolódó magukat a H + ion. Pirimidinek származékai hattagú pirimidingyűrű, mivel képviseli purinok bázisok, amelyből a második öt-tagú gyűrűhöz kondenzált hattagú gyűrű (forma. 4).
DNS cukor 2-dezoxi-D-ribóz, glükóz azzal jellemezve, hogy a nem a 6. és 5 szénatomot tartalmaz a molekulában, azaz. E. egy öt szénatomos cukor (pentóz). A különlegessége ennek a cukor áll is, hogy rendelkezik hidrogénatom (H) van csatlakoztatva egy (specifikus) szénatomból, de nem hidroxilcsoport. Következésképpen, a cukrot egy dezoxiribóz, a ribóz, mivel oxigén nélküli.
Saharofosfat csatlakozik a nitrogéntartalmú bázis által β-glikozidos kötéssel. A bázis kapcsolódik az I pozícióban a dezoxiribóz. A szerkezet által alkotott vegyület, nitrogén ok arra, hogy és a cukor nukleozid-nak nevezik. Így a kémiai csoportok, amelyek DNS-t képezzük, amelyek purin- és pirimidin nitrogéntartalmú bázisok (adenin, guanin, timin, citozin), cukor (2-dezoxi-D-ribóz), és a foszforsav.
RNS jellemzi a szerkezete ugyanolyan, mint a DNS-t. Azonban, ellentétben a DNS RNS-ben a cukor ribóz oxigénnel, amely egy cukrot, 5 szénatomos, amelyek közül az egyik kapcsolódik a 2'-hidroxilcsoport (-OH). Ezen túlmenően, az RNS nem timin metilcsoportok és uracil, t. E. RNS timin helyettesítve az uracilt, amely szintén egy pirimidin bázis (formák. 5, 6).
Nukleinsavak említett savak az oka, hogy a foszfát-csoportok a szabad hidrogén-ionok az oldatban.
A készítmény jellemző DNS minták, ismert, mint A. Chargaff szabályokat, nevezetesen:
1. A összege tartalmazó nukleotidokat purin nitrogéntartalmú bázis az összege tartalmazó nukleotidokat pirimidin nitrogéntartalmú bázisokkal (T = A + T + C, vagy A + G / T + C = 1).
4. DNS-t különböző forrásokból lehet különbségek néhány esetben miatt túlsúlya adenin guanin és a timin fölött citozin (A + T> G + C), másokban - túlnyomórészt guanin és citozin adenin és timin (T + C> A + T).
Adatok a nukleotid-összetételét DNS-bázisok különböző organizmusok táblázatban mutatjuk be. 7.
DNS szerkezete jellemzi három típusú - primer, szekunder és tercier.
7. táblázat A nukleotid-összetétel DNS-bázisok
A primer szerkezetét DNS DNS áll, hogy a nukleotid-láncok, amelynek csontváz keret tartalmazhat váltakozó cukor és foszfát-csoportok kovalensen egyesített 31, 51-csontváz foszfodiészter kötéseket, és a függő csoportok által képviselt egyik vagy másik alap (a négy) és csatlakoztatott egyik a másik cukormolekula. Egymás ülepítő nukleotidok kovalensen kapcsolódik közötti foszfodiészter-kötésekkel a cukorcsoport és foszfát, és ennek eredményeként, elegyítünk egy polinukleotid láncon. Ily módon a primer DNS szerkezete (és RNS) meghatározott nukleotid-szekvencia és a jellegét közötti kötések a cukorcsoport és foszfát (ábra. 33, 34).
Reprezentációi DNS másodlagos szerkezet (. Ábra 35 és 36) fogalmaztak D. Watson és Crick 1953-ban van, alapján X-diffrakciós DNS adatbázis struktúra és szabályok A. Chargaff ezek az ábrázolások a következők:
A DNS-molekula épített két jobb oldali csavart spirális polinukleotid láncok, ahol minden egyes spirális viszont megfelel 10 bázikus nitrogén vagy távolság 3,4 nm. Molekulák DNS láncok vannak csavarva, hogy a megfelelő, ez eredetileg az úgynevezett B-formát.
Mindkét áramkört a kombinációja egyetlen áramköri sodrással egymás körül egy közös tengelyen. .. Mivel a ellenkező sorrendben az atomok a két lánc minden egyes lánc fordított egymáshoz képest, azaz a irányba a duplex 3 „- 5” egy szál és az 5 „- 3”, a többi.
A cukor-csoportok találhatók, a külső oldalán a kettős hélix, míg a bázis belsejében helyezkedik el a spirális merőlegesen és a tengelye mentén. Molekuláris átmérője 2 nm közötti távolság otdalnymi nitrogéntartalmú bázisok a molekulában 0,34 nm. Így, DNS el van csavarva az helyes irányba a kettős hélix, amelyben egy pár nitrogéntartalmú bázisok az A-T és G-C a komplementer polinukleotid láncok hasonló létra létrafok, és a cukor-láncok a létra keret.
4. láncok a molekulában nem azonosak, hanem kiegészítik, és birtokában gyenge közötti hidrogénkötés nitrogéntartalmú bázisok, nitrogéntartalmú bázisokkal és párosítását kötési láncok sajátos. A hidrogénkötések létre nem csak közötti nitrogéntartalmú bázisok láncok, specifikusan közötti purin nitrogéntartalmú bázis audio áramkör és pirimidin nitrogéntartalmú bázis más. Ennek eredményeként, az egyik lánc adenin kötődik timin másik lánc két hidrogénkötések, míg a guanin egyik szál kötődik a citozin található más áramköri keresztül három hidrogénkötések.
Ábra. 33. DNS szerkezetét képletű
Ábra. 34. RNS szerkezeti képlet
Dezoxiribóz maradékok pár A-T és G-C vannak elválasztva az azonos távolságok. A cukor-foszfát váz kötések jellemezve polaritású foszfát csoportot összeköti a 3'-OH, a dezoxiribóz csoport az 5'-OH egy másik, mivel komplementer szálak ellentétes polaritással.
Ábra. 35. A másodlagos DNS szerkezete: 1 - In-formában; 2 - A-formában; 3 - Z-forma; 4 - milyen méretű molekulák
Ábra. 36. A térbeli modell azt a nukleáris DNS
A kettős spirál rendezett, mivel minden egyes bázis-cukor kötés azonos távolság a központi tengely és megfordult a 36. Amint látható, a másodlagos szerkezet tükrözi egy nukleinsav formában.
X-sugár diffrakciós vizsgálatok DNS azt mutatták, hogy a bázisok száma egy jobb örvénylő spirális menetek lehetnek nem csak 10, mint a B-formában, hanem a 11. és a bázis és a 9.3. Ezek a formák hélixek nevezzük A és C formák. Azt is megállapították, hogy a DNS-molekulák találhatók a területeket, ahol a láncok vannak csavarva, hogy a bal oldalon. Ezek a területek az úgynevezett Z-formák. Különbségek az A-, B-, C- és Z-formák táblázatban mutatjuk be. 8, azonban a mértéke rendszeresség és konformációjának a Z-forma még nem tisztázott.
8. táblázat tulajdonságait a különböző konformációs formákat DNS
Degree superskruchivaniya DNS függ enzimek, különösen a dinamikus egyensúlyt vzaimoantagonisticheskimi enzim DNS-giráz, amely felelős superskruchivanie és egy DNS-topoizomeráz I, amely megszünteti superskruchivanie.
A harmadlagos szerkezetét a DNS-t társított háromdimenziós térbeli konfigurációját, a molekulák ez függ az intramolekuláris A feltétel Vij. Azonban ez a szerkezet még nem vizsgálták kielégítően.
Nagyságú DNS-molekulák jellemzően meghatározott definíciója molekulatömegű dalton, és a hossza a bázispárok számát. A molekulatömege az A-T párok 617 dalton, egy pár T-C - 618 dalton. Molekulatömege 1000 bázispár (kilobasa 1) jelentése 617.500 dalton vagy 6,175-105 / 6,02-1020 r = 1,026, r = NI6 1,026-10-6 pikogramm (pg) = 1 pg DNS-9,75- = 105 kilobasov kilobasov 0,975-106.
DNS-készítményeket kiszabadulnak a sejtekből hagyományos módszerekkel, molekulatömege körülbelül 1,0-107. A hossza a tekercs tengelye DNS B-forma 3,4 nm. Közötti távolság bázispár a DNS az E. coli-formák 0,34 nm.
DNS szerkezeti jellemzőket is használhatja, például fizikai állandók, mint a sűrűség gradiens centrifugálással a nehézfémek és az olvadási hőmérséklet. Az első konstans tükrözi polidiszperzitása DNS-preparátumok, míg a második - az heterogenitása. Fűtés oldatban DNS megtöri a hidrogénkötések bázisok között páronként, és megzavarja a másodlagos DNS szerkezete, azaz. E. okoz DNS olvadási. A 0,1 M nátrium-klorid-oldattal olvadás következik be 95? C-on
Olvadási A DNS a denaturálás. Azonban, a figyelemre méltó tulajdonsága denaturált DNS az, hogy képes a renaturálás in vitro, azaz. E. is vissza kétszálú struktúrát, amelyben a renaturálás nagyon pontos. A két lánc renaturáljuk denaturált DNS kétszálú természetes spirál alakú, ha azok szekvenciáit komplementer vagy, más szóval, ha a lánc szekvencia kialakulását teszi lehetővé bázispár, összekötött hidrogénkötések. Renaturálása lehet becsülni, és hibridizációs
Eközben a képességét, önmagával komplementer szekvenciákat, hogy hibridizál, és egy kettős-szálú hélix rejlő nemcsak DNS, hanem az RNS. Ennek eredményeként ez az in vitro lehet tervezni kettős szálú hibrid szerkezet RNS-RNS vagy RNS-DNS-t. Az a képesség, a nukleinsavak renaturálás értéke a tanulmány a specificitás az egyes szekvenciák, valamint a taxonómia.
Attól függően, hogy a lokalizáció a DNS-t egy sejtben különböztetik nukleáris (kromoszomális), és ekstrayadernye (extrakromoszomális) determinánsok az öröklődés. Továbbá, az átültetett ismert genetikai elemek (inszerciós szekvenciák, transzpozonok, stb).