химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 2 (Л-Полинозные волокна)

Автор главный редактор В.А.КАБАНОВ

ифич. катализатор поликонденсации рибонуклео-зидтрифосфатов. Этот фермент получен в чистом виде и изучен в модельных внеклеточных условиях. От областей, специфически узнаваемых ферментом, начинается транскрипция, причем фермент перемещается вдоль вновь синтезируемой цепи РНК в направлении от 5'- к З'-атому рибозы.

Выше уже отмечалось, что каждая цепь ДНК имеет направление, т. е. представляет собой вектор (или асимметрична в пространстве). Более того, обе цепи ДНК в двойной спирали антипараллельны, т. е. направлены в противоположные стороны. Транскрипция происходит в одних местах с одной, в других — со второй цепи ДНК. При этом молекулы фермента движутся то в одном, то в обратном направлениях, как это указывает положение соответствующего промотора. В силу однониточности РНК, она не может образовать длинные спирали Уотсона — Крика. В цепи РНК образуются, благодаря наличию случайных комплементарных отрезков цепи, внутренние короткие спиральные

участки, перемежающиеся с бесструктурными областями типа статистических клубков (рис. 4). Отметим,

что у небольших бактериофагов типа ФХ174 (~\*\§]е?>

ДНК также однониточ- nth^TrSclPV ^> ©S?V

на. При этом ее втори- vv^~^^V"^'"~^ty4iL>/?tf^

чная структура такая Тл>»л /^L^s^^^

же, как у нитей РНК. N^^^fV^K^B^Cs?"""*"

Кроме случайных ко- ^•^Л^'А^У^еСТ

ротких автокомплемен- 3 Ъ^э

тарных участков, у НИ- рис. 4. Вторичная структура тей РН К имеются ибо- рибонуклеиновой кислоты, лее длинные закономерные области комплементарности, к-рые заставляют соответствующие участки цепей РНК образовывать спиральные складки. Функциональное значение этих складок еще не ясно. Возможно, что в этих участках происходит «узнавание» цепей РНК специфич. белками.

Матричный синтез в живой природе не ограничивается случаями редупликации ДНК и транскрипции РНК. Синтез белка происходит также путем набора аминокислотной последовательности на матрице. В этом случае матрицей служит РНК, и физич. механизм, осуществляющий работу матрицы, сводится все к тому же принципу комплементарности. О матричном синтезе в небиологич. системах см. Матричная полиреакция.

Физические свойства

Макромолекулы ДНК ведут себя как деформируемые жесткие стержни. Полужесткие цепи изгибаются при тепловом движении плавно, как стальная проволока. Однако при большой длине они многократно меняют свое направление и образуют в конечном счете клубки. Размеры этих клубков таковы, как если бы полимер представлял собой свободно-сочлененную цепь, состоящую не из мономерных, а из гораздо более длинных звеньев — т. наз. статистич. сегментов (см. Гибкость макромолекулы). У ДНК статистич. сегмент имеет длину порядка 900—1000 А, т. е. содержит ок. 300 мономерных звеньев. Следовательно, ДНК — жесткая пружина, к-рая на больших протяжениях все же обнаруживает известную гибкость.

Цепи ДНК очень велики. Установлено, что каждая

хромосома содержит одну двухнитевую цепь ДНК.

Следовательно, у бактерий длина цепи составляет

10 000—20 000 статистич. звеньев, а у высших организмов в десятки раз больше. Однако при извлечении

ДНК из клеток она чаще всего подвергается фрагментации до кусков порядка 100—300 статистич. звеньев.

Все эти цепи ДНК достаточно велики, чтобы вести

себя как гауссовы клубки. о

У РНК статистич. сегмент гораздо короче (ок. 100 А), что вполне согласуется с рассмотренной выше вторичной структурой РНК. Для ДНК была установлена связь между гидродинамич. свойствами, характери-стич. вязкостью, константой седиментации и мол. массой. В большинстве препаратов ДНК, получаемых из клеток бактерий или высших организмов, мол. масса достигает 107—3-Ю7. По-видимому, в процессе освобождения ДНК от белка длинные цепи рвутся случайным образом на подобные фрагменты. Разрывы вызываются гидродинамич. сдвиговыми силами или градиентом скорости.

С помощью гидродинамич. методов (включая обработку ультразвуком) удается разбить макромолекулы ДНК на фрагменты все более низкой мол. массы. Построены диаграммы констант седиментации и характе-ристич. вязкостей, пригодные для измерения мол. масс ДНК, не превосходящих 10'. У ДНК вирусов, в частности бактериофагов, мол. массы гораздо более высокие. Соблюдая необходимые предосторожности, удается получить фаговую ДНК неповрежденной и монодисперсной, в отличие от ДНК бактерий и высших организмов, к-рая фрагментируется и образует статистич. набор цепей различной длины. Для вирусных ДНК вполне обычны мол. массы от 3-107 до 13-Ю7. Для определения таких мол. масс по константам седиментации S пользуются ф-лой Бурги и Херши, к-рая была выведена на основании измерений, произведенных для ДНК ряда бактериофагов:

S = 2,4-10~3 Л/°>543

Калибровка мол. массы ДНК фагов производилась с помощью аналитич. определения количества ДНК в расчете на один вирион. Принято считать, что вся ДНК бактериальной хромосомы состоит из одной длинной непрерываемой двойной цепи (ее масса в случае Escherichia coli составляет 2,9-10»).

Выделить ДНК очень высокой мол. массы без разрывов молекулы весьма затруднительно. Из бактерий удалось получить фрагменты ДНК мол. массы 109, что составляет значительную часть от хромосомы.

РНК отличается гораздо более низкой мол. массой, поскольку транскрипция с ДНК идет по относительно небольшим областям. Большую часть клеточной РНК (по массе) составляет РНК рибосом — специальных телец, в к-рых синтезируется белок. В рибосомы входят три типа РНК. В бактериях рибосомная РНК (рРНК) имеет константы седиментации 5, 16 и 23 единицы Сведберга, что соответствует мол. массам 35 ООО, 550 ООО, 1 100 000. В высших организмах соответственно рибосомы содержат РНК с мол. массами 40 ООО, 700 000, 1 700 000.

Мол. масса РНК (среднемассовая) вычисляется из константы седиментации по эмпирич. ф-ле (при ионной силе 0,15):

0,56

5 = 0,98 10-* Af J

Кроме рибосомной РНК, в клетке всегда имеются транспортные РНК (тРНК) — семейство близких по структуре полимеров сравнительно низкой мол. массы (25 000—30 000, что соответствует степеням полимеризации 75—90). тРНК, число к-рых в клетке порядка 60, составляют приблизительно 1/10 от массы всей клеточной РНК.

Матрицами для синтеза белков служат молекулы матричной РНК (мРНК), к-рая транскрибируется с многочисленных областей хромосомы. Мол. массы мРНК достигают 3 ? 10е— 5 10е. Содержание мРНК в бактериальной клетке составляет всего ок. 3% от всей РНК. мРНК в бактериальной клетке быстро расщепляется под действием ферментов, но очень быстро синтезируется. Наблюдаемая в среднем концентрация мРНК является результатом установившегося стационарного процесса распада и синтеза. Остальные типы РНК, как и ДНК, являются вполне стабильными и заметно не разрушаются в течение многих клеточных поколений.

Пуриновые и пиримидиновые основания имеют полосы поглощения в близком ультрафиолете. В результате суммирования парциальных поглощений отдельных нуклеотидов Н. к. обнаруживают полосу поглощения с максимумом вблизи 2600 А.

Важным свойством Н. к. является гипохром-ный эффект — уменьшение уд. экстинкции в полосе поглощения, когда ДНК находится в регулярной спиральной конфигурации, по сравнению с экстинк-цией в состоянии «аморфного» клубка. По значению гипохромного эффекта (он может достигать 40—45%) можно приближенно оценивать степень регулярности или степень спиральности ДНК. Следует только учитывать, что гипохромный эффект обусловлен параллельным расположением плоскостей молекул гетероциклич. оснований. Поэтому он не полностью исчезает при нарушении регулярной структуры ДНК, т. к. корреляция между ближайшими звеньями цепи частично сохраняется.

Другой метод оценки степени спиральности основан на измерении оптич. активности. Н. к. образуют спирали только правой конфигурации и вращают плоскость поляризации света вправо. Оптич. активность ДНК лишь в малой степени объясняется оптич. активностью асимметрич. атомов углерода, входящих в сахара. Главный вклад дает асимметрич. структура спиральных цепей как целое. Поэтому при переходе спираль — клубок происходит резкое падение оптич. активности ДНК (при исследовании в видимой области спектра, т. е. вдали от полосы поглощения ДНК).

Образование двойной спирали напоминает кристаллизацию, т. к. при этом возникает система с ближним и дальним порядком. Но кристаллизация эта своеобразна, т. к. в ней участвуют две объединившиеся полимерные цепи. При нагревании ДНК в р-ре происходит плавление упорядоченной спиральной структуры. Плавление ДНК (переход спираль — клубок) — это кооперативный переход, напоминающий фазовые переходы в трехмерных системах (см. Макромолекула). Однако переход происходит хотя и резко, но во вполне измеримом темп-рном интервале (в отличие от плавления обычных кристаллов). У ДНК бактериофагов, к-рая вполне гомогенна по своему составу, ширина интервала плавления ДГ (вычисленная путем проведения касательной в центре кривой перехода) составляет ок. 3 °С.

Цепи ДНК бактерий гетерогенны по составу (т. е. по показателю Г/А). Такую гетерогенность полимерных цепей можно назвать блочной, понимая под блоками участки с различным средним составом. В этом случае ДГ достигает 5 °С. У высших организмов степень блочной гетерогенности значительно больше, чем у бактерий, вследствие большей дисперсии по составу. Соответственно и ДГ повышается до 10 °С. Под точкой плавления ДНК, обозначаемой Тт, понимают середину интервала перехода. Эта величина есть функция фактора специфичности ДНК, т. е. отношения Г/А. Между парами Г — Ц образуются 3 водородные связи, а между А — Т и А — У — всего 2. Поэтому Тт линейно растет с ростом содержания пар Г — Ц.

Следить за плавлением ДНК можно по исчезновению гипохромного эффекта или вращения плоскости поляризации, а также по падению характеристич. вязкости р-ра. Цепи ДНК сильно повышают вязкость р-ра вследствие своей вытянутой формы. Переход спираль — клубок вызывает резкое уменьшение вязкости. ДНК в состоянии клубков наз. денатурированной. Как правило, она теряет при денатурации свою функциональную биология, активность.

В баланс молекулярных сил, поддерживающ

страница 108
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291

Скачать книгу "Энциклопедия полимеров. Том 2 (Л-Полинозные волокна)" (22.63Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
http://help-holodilnik.ru/remont_model_1925.html
вас снимает камера табличка
стул для компьютера цена
спектакль милая моя

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(23.08.2017)