Нуклеиновая кислота = линейный полимер с повторяющейся единицей




Скачать 52.99 Kb.
НазваниеНуклеиновая кислота = линейный полимер с повторяющейся единицей
Дата17.11.2012
Размер52.99 Kb.
ТипЛекция
Строение нуклеиновых кислот


Лекция 10

Структурные единицы нуклеиновых кислот. Степени свободы. Конформационные возможности рибозного цикла, фосфатной группы, нуклеинового основания. Конформации нуклеотида, корреляция степеней свободы. Согласованность взаимодействий в полинуклеотидах.


В.Зенгер Принципы структурной организации нуклеиновых кислот.

Моква Мир, 1987

Пространственное строение нуклеиновых кислот впервые установлено в 1953 г Уотсоном и Криком исследованием волокон ДНК методом дифракции рентгеновских лучей. С тех пор структура двойной спирали ДНК - основного объекта генного аппарата клетки установлена с высокой достоверностью.





Рис.10-1.

Структурные единицы нуклеиновых кислот

Нуклеиновая кислота = линейный полимер с повторяющейся единицей –


мононуклеотид = нуклеозид+фосфатная группа


Рассмотрим строение структурной единицы – нуклеотида



6 углов вращения в рибозофосфатной цепи


 : O3’(i-1)-P=O5’-C5’

 : P-O5’=C5’-C4’

 : O5’-C5’=C4’-C3’

 : C5’-C4’=C3’-O3’

 : C4’-C3’=O3’-P(i+1)

: C3’-O3’=P(i+1)-O5’


угол ориентации основания

 : O4’-C1’=N1-C2 : PYR

O4’-C1’=N9-C4 : PUR


Фрагмент рибозы подвижен

- влияет на ориентацию основания



Рис.10-2.

Структурные единицы нуклеотида


  1. рибоза

  2. фосфатная группа

  3. основание




Рис.10-3.Типы фрагментов нуклеотида


рибоза : дезокси-рибоза - ДНК

рибоза - РНК


дезокси-рибоза

рибоза






Рис.10-4.

Основания





Пиримидиновые – PYR


Пуриновые - PUR







Т – только в ДНК, U – только в РНК


Рис. 10-5.

Конформации рибозного кольца





Число степеней свободы


3N-6(trans+rot) -5(fix bonds) = 4


независимы:

  1. – tors angle

2 - bond angle




Параметр псевдовращения : 2 торс угла  P,max

j = max COS[P+4/3(j-2)]

0
max = 38°±4


P – существенная переменная

Конформации рибозного кольца


endo – отклонение вверх, в сторону

С5’

exo - отклонение вниз, в сторону

О3’

Em - максимально отклоняющийся

вниз

Em - максимально отклоняющийся

вверх

Tmn - twist – отклонения

вверх(вниз) близки по величине



Рис.10-6.

Конформации рибозного кольца




Рис.10-7.

Конформации рибозного кольца

ППЭ



Два минимума энергии – Р~ 18 – C3’ endo – N конформация

P~ 162 C2’ endo - S конформация







Рис.10-8. Конформационная карта энергии

рибозного кольца в координатах Р и 






Рис.10-9. Конформационная энергия рибозы вдоль пути внутренней конверсии. Энергии : 1- ван дер ваальсова, 2- электростатическая, 3-торсионная, 4 – деформация углов.




Статиститка конформаций рибозы из кристаллических структур нуклеозидов и нуклеотидов хорошо коррелирует с конформационной картой энергии


Рибоза – двух позиционный переключатель ориентации основания,

Дезокси-рибоза - конформационно более мобильна рибозы,

Формы N,S равновероятны для д-рибозы,

N > S для рибозы


Фосфатная группа


Диметил фосфат : CH3-O-()-PO2-()-O-CH3






g-

g-

g+

g+

t

t




g- **

t *

g+

t

g+

g- *















Рис.10-10.

конформации определяются взамодействием неподеленных пар на атомах фосфо-диэфирных кислородов


U(,)=0.6[2+cos(2)+cos(2)]+0.9[2+cos(3)+cos(3)], kcal/mol


* - предпочтительны в кристаллических структурах


Три оптимальных состояния :

(g-,g-), (g-,t), (t,g-)


Конформации основания


угол вращения вокруг гликозидной связи C1’-N

- ориентация основания относительно рибозы

 : O4’(C2’)-C1’=N1-C2 : PYR

O4’(C2’)-C1’=N9-C4 : PUR


Anti – 210° (90°), Syn – 30° (270°)






Рис.10-11.

Рибоза-основание

Взаимодействие (-С5’H2- ) группы рибозы с основанием определяет область разрешенных значений Р,

Р, - независимы


Р, - сильно коррелированы,

конверсия анти(90)—>син(270)

- выделенный путь



PUR Рис.10-12.






PYR Рис.10-13.





Конформации олигонуклеотида - канонические



Основание



Рибоза

 

C4’-C5’



C5’-O5’




Фосфат

,

C3’-О3’



анти

син

N 88


S 120

g+ *

g-

t

t

g-g- **

g-t *

g+g+

g+t

tg+

tg- *

t

2

2

3 1

1

6 3

1

* - преимущественно наблюдаемые в кристаллах

Всего канонических конформаций = 2*2*3(1)*1*6(3)*1 = 72 (12)


Экспериментальные данные показывают, что в нуклеотиды в полинуклеотидах находятся в окрестности своих канонических – правильных конформаций –

- согласованность ближних и дальних по цепи взаимодействий

Похожие:

Нуклеиновая кислота = линейный полимер с повторяющейся единицей iconМетодические рекомендации по применению полимер-цемент-грунтовых смесей для опытного строительства дорожных одежд (с пояснительной запиской)
...
Нуклеиновая кислота = линейный полимер с повторяющейся единицей iconЋсновные источники в природе
Я кислота (химическое наименование: птероил-глютаминоваЯ кислота) относитсЯ к группе витаминов ‚. Ћна известна также под названием...
Нуклеиновая кислота = линейный полимер с повторяющейся единицей iconЕ. А. Хуртина Саратовский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского, Саратов, Россия в работах [1,2] профессором Твердохлебовым В. А. был предложен, а в дальнейшем в работах [3-5] разработан новый способ з
Линейный порядок выбирается на основе учитываемых свойств выходных сигналов, а линейный порядок определяется условиями и ограничениями,...
Нуклеиновая кислота = линейный полимер с повторяющейся единицей iconУрок «Уксусная кислота»
Мазуркевич Л. І., Ефективні технології та методики навчання як умова модернізації хімічної освіти
Нуклеиновая кислота = линейный полимер с повторяющейся единицей iconКонкурса «Юный знаток математики»
Докажите, что произведение четырех последовательных натуральных чисел, сложенное с единицей, есть точный квадрат
Нуклеиновая кислота = линейный полимер с повторяющейся единицей icon«Кислоты в свете теории электролитической диссоциации»
Обеспечить восприятие и осмысление. Закрепить опорные знания понятий «электролит», «кислота»
Нуклеиновая кислота = линейный полимер с повторяющейся единицей iconПолиэтилентерефталат
...
Нуклеиновая кислота = линейный полимер с повторяющейся единицей iconЛинейный анализ распространения пульсовых волн в сердечно-сосудистой системе
Специальность 05. 13. 18 математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Нуклеиновая кислота = линейный полимер с повторяющейся единицей iconКакая из перечисленных ниже единиц является единицей длины?
Какое из приведенных ниже выражений позволяет рассчитать пройденный путь при равномерном движении?
Нуклеиновая кислота = линейный полимер с повторяющейся единицей iconТест для проверки остаточных знаний по информатике Минимальной единицей измерения количества информации является…
Отметьте галочкой те программы, которые могут быть запущены на выполнение в операционной системе
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница