химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 2 (Л-Полинозные волокна)

Автор главный редактор В.А.КАБАНОВ

ны», синтезирующей белок. В рибосоме, состоящей из двух слипшихся субъединиц разного размера, имеются два участка для сорбции тРНК. В одном из них располагается тРНК, связанная со строящейся, еще незавершенной белковой (пептидной) цепью. Последняя прикреплена к З'-углероду концевой рибозы сложноэфирной связью. Это соединение наз. пептидил-тРНК. Сама тРНК закреплена своим антикодоном на соответствующем кодоне матричной РНК. Во втором участке сорбируется аминоацил-тРНК с антикодоном, комплементарным к соседнему кодону матрицы. Далее происходит удлинение пептидной цепи на одно звено. Свободная аминогруппа аминоацил-тРНК осуществляет нуклеофиль-ную атаку эфирной связи между пептидной цепью и тРНК в пептидил-тРНК. При этом образуется новая пептидная связь с вновь добавленной аминоацил-тРНК, к-рая превращается в пептидил-тРНК, удлиненную на одно звено.

..уууу/ууууууу pipipipx pi'pi piptplpiptpipt pipipV

УчУУУУууУ/УУУУУУУУУУУ1рТр1р1р1р1р1р1р1рНр1р'1р1р1р1р1р1р1'

Т. о., пептидная цепь передается от одной молекулы тРНК, т. наз. донорной, ко второй, акцепторной. Освободившаяся тРНК переходит в р-р. Далее удлиненная на одно звено пептидил-тРНК перемещается в тот специфич. участок рибосомы, где она может вновь выступить в роли донора пептидной цепи. Кроме того, мРНК продвигается относительно рибосомы точно на один триплет, и тогда машина готова к приему след. амино-ацил-тРНК. Каждый шаг этого процесса, включая и перемещение (транслокацию), доказан многочисленными экспериментами.

Т. о., разные типы РНК являются орудиями, осуществляющими матричный набор аминокислотной последовательности в белковой цепи. Точность набора зависит от связи кодон — антикодон, т. е. в конечном счете определяется принципом комплементарности оснований.

Идентификация антикодона в тРНК проведена весьма убедительными экспериментами. Получены мутанты, содержащие мутационную ошибку в самом антикодоне определенной тРНК. Затем путем полного химич. анализа цепи тРНК показано, какой именно нуклеотид оказался замененным. Здесь и находился антикодон. Связь кодон — антикодон осуществляется тремя нук-леотидами, а не длинной цепочкой. Поэтому возможность ошибок, или «уровень шумов», в процессе трансляции (так называют синтез белка) выше, чем при редупликации ДНК или транскрипции РНК. Вероятность ошибки при наборе белковой цепи достигает 10-4 (вместо 10~9 при матричном синтезе дезоксирибо-нуклеиновой кислоты).

Анализ

Задача определения точного порядка чередования нуклеотидов вдоль цепи исключительно сложна. Можно идти по пути постепенного отщепления звеньев с того и другого концов цепи, для чего служат ферменты

ГРЛ>4 AAA.

$Уууууууууу

экзонуклеазы. Существуют ферменты различной специфичности, ведущие ступенчатый гидролиз,— одни с 5'-, другие с З'-конца полимерной цепи. Однако возможность постепенного отщепления концевых звеньев ограничена, и чем далее оно продолжается, тем больше возможность путаницы. Поэтому чаще полимерную цепь расщепляют на относительно большие блоки, к-рые разделяют затем хро-матографически и исследуют последовательность в пределах каждого блока. Чтобы правильно расставить блоки в цепи, приходится прибегать к различным приемам. Один из них заключается в том, что разбивку на блоки осуществляют двумя независимыми методами. Затем после полного анализа каждого из блоков пользуются сопоставлениями первой и второй серии фрагментов. Другой прием основан на том, что путем очень краткого импульса радиоактивного предшественника ДНК или РНК (обычно одного из меченых нуклео-зидтрифосфатов) осуществляют преимущественную метку полимерной цепи с одного конца.

Провести в жизнь эту программу удалось пока только в случае сравнительно коротких цепей (ок. 400 звеньев). Для тРНК известно уже ок. 30 структурных формул. Для успеха решающее значение имело нахождение ферментов, т. н. эндонуклеаз (они выделяются из микроорганизмов), специфично расщепляющих внутренние эфирные связи цепи РНК. Примером удачного фермента служит гуанил-РНК'аза, способная расщеплять РНК только по остаткам гуаниловой кислоты. При относительно низких темп-рах и за короткое время подобные эндонуклеазы позволяют осуществить разбиение цепи рибонуклеиновой кислоты на большие и притом воспроизводимые блоки.

Из наиболее трудных задач, решаемых в настоящее время, можно упомянуть анализ вирусной РНК с длиной цепи порядка 4500 звеньев и рибосомальной РНК кишечной палочки. Наибольшим достижением явилась расшифровка последовательности нуклеотидов в пределах целого гена (387 звеньев) в вирусной РНК. Для анализа ДНК эта программа еще практически не осуществлялась. Та часть цепи, к-рая кодирует белки, нам известна, т. к. можно определить структурные ф-лы белков (это сделать гораздо легче), а генетич. код изучен. Но в полинуклеотидной цепи имеются дополнительные участки, служащие целям регуляции — запускающие редупликацию и транскрипцию, помогающие управлять этими процессами, а также и другими не менее важными генетич. процессами (напр., рекомбинацией — образованием смешанного потомства). Изучение структурных формул Н. к. обещает пролить свет на многие неизвестные стороны биологич. явлений.

Синтез

Как уже упоминалось, в природе Н. к. синтезируются ферментативно при участии матриц. Исходными моноЭти процессы удается реконструировать и воспроизвести in vitro на выделенных ферментах и индивидуальных матрицах (вирусных Н. к.). " * * Безошибочность синтеза подтверждается тем, что синтезированная in vitro ДНК или РНК бактериофага обладает нормальной инфекциозностью (Корн-берг, Шпигельман).

При изучении редупликации ДНК столкнулись вначале с серьезным противоречием. Опыты с изотопной (тритиевой) меткой показали (Кэрнс), что хромосома редуплицируется постепенно, начиная с определенной точки и путем продвижения точки редупликации вдоль матрицы. Это трудно согласовать с тем, что ДНК-поли-мераза наращивает цепь ДНК только в направлении от 5'- к З'-атому дезоксирибозы, а обе цепи в одной макромолекуле ДНК антипараллельны. Следовательно, фермент должен был бы двигаться в разные стороны вдоль обеих цепей.

Оказалось, что дело обстоит иначе. В месте репликации двойная спираль ДНК слегка расплетается и обе цепи реплицируются небольшими фрагментами по 500—1000 мономерных единиц в длину (Оказаки, Су-гимото). Эти блоки образуются действительно путем встречного движения ферментов вдоль цепей. Но затем образовавшиеся блоки соединяются встык ковалент-ными (фосфоэфирными) связями. В итоге происходит как бы направленное продвижение точки репликации вдоль хромосомы. Стыкование блоков осуществляется с помощью специального фермента — полинуклеотид-лигазы. Этот фермент получен в чистом виде и хорошо изучен (Гурвиц, Вейс, Ричардсон).

В области синтеза Н. к. без копирования заданной

природной матрицы также имеются значительные успехи. Т. к. методы классич. органич. химии применительно к Н. к. оказываются чрезмерно сложными, то с их

помощью удается синтезировать лишь относительно небольшие олигомеры (до 10—12 нуклеотидов). Решение

проблемы синтеза полинуклеотидных цепей достигнуто

путем комбинирования химических и

биохимических методов. Получение ряда ферментов в чистом виде позволило 50 4Э 4S 47 4S 45 и 4342

использовать их для синтеза полинук- ме2

леотидных цепей заданной структуры, -Г ц у ц ц ц у у и

Первые успехи в этой области отно- -TT'W

сились еще к синтезу полирибонуклео- ~ГЙ~1

тидов (гомополимеров) с помощью -Г— ц—Т—Ц—ц—ц—Т—Т—А фермента полинуклеотидфосфорилазы 4 М70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 59 5В 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46

ME нг НГ МЕГ

У Г Г Ц Г И Г У А Г У Ц Г Г У А Г Ц Г Ц Г Ц У Ц Ц- (3') р„6о

(12) .. (10) .А-Ц-Ц-Г-Ц Г—U— А—Т—Ц—А—Г—Ц—Ц—А Т—Ц—Г—Ц—Г—Ц—Г—А—Г— Г— (5') Дезокси

ц-ц-Ц-—Ц-А-Ц I I I I I I

Г-Г—Г—Ц-Г-Т-Г

' (15)(Очоа и Гринберг-Манаго). Мономерами служили нуклеозиддифосфаты, по- 77 76 7Ь 7< К 72 71

ликонденсация шла с выделением ортофосфата. г Г г ц г У г

Удалось получить сразу ряд гомополимеров поли А, полиГ, полиУ, по-лиЦ достаточно высокой мол. массы

Рис. 7. Схема синтеза гена транспортной РНК аланина по Коране. Вся двойная цепь ДНК разбита на 15 олигонуклеотидов, к-рые были синтезированы химически. На схеме видны «липкие концы», соединяющие отдельные блоки, к-рые затем стыкуются с помощью полинуклеотидлигазы. В нижней строке показан др. вариант разбиения на блоки.

77 76 75 74 73 72 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46

ME HS НГ МЕ2

Г Г Г Ц Г У Г У Г Г Ц Г Ц Г У А Г У Ц Г Г У А Г Ц Г U Г Ц У Ц ||- (з'1 Р„ба

. —(14) , . (12'.) ., HO'] .

ГГГПТГПТП ГГАТГА-Г-ГГГГ! Г-Ц-Г-Ц-Г-А-Г-Г- 15') Лезоксн

Г-Г-Г-Ц-Г-Т-Г Т-Г-Г-Ц-Г-Ц-Г—1-А-Г -Т-Ц-Г—Г—Т-А—Г-Ц-Г-Ц— 131 Дезой!

. [15] . . 1131 ' ' [Ц]

дородными связями соседнего блока, у к-рого также предусмотрен комплементарный однониточный конец (метод «липких концов»). Соединение соседних блоков ДНК водородными связями должно предшествовать ковалентному связыванию под действием лигазы. Эксперимент показал, что «липкие концы» должны содержать не менее 3—4 нуклеотидных звеньев. Разбивая цепочку ДНК на блоки, предусмотрели невозможность каких бы то ни было ошибочных присоединений, т. е. тщательным образом исключали любые «двусмысленности» при сочетании липких концов.

Далее ступенчато, звено за звеном, шел химич. синтез отдельных олигомеров строго детерминированной структуры. Все активные функциональные группы в мо-нонуклеотидах защищали реагентами, к-рые по окончании синтеза отщепляли в мягких условиях. Только реагирующие группы, а именно ОН-группа в фосфате одного из нуклеотидов (мономерами служили 5'-нук-леотиды, т. е. нуклеозид-5'-фосфаты) и ОН-группа в положении 3' у дезоксирибозы следующего нуклео-тида, оставались свободными. Далее следовало действие конденсирующего агента, способного активировать эти гидроксилы, т. е. отнять от них молекулу воды, соединив нуклеотиды фосфоэфирной связью. Синтезы велись в безводном пиридине в качестве растворителя, конденсирующим агентом служил . мезитиленсульфо-хлорид:

СН3

н,

страница 110
< 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
радиоволновое удаление вросшего ногтя в минске цена
подарочная карта я дарю
лобода билеты 09.12
борцовки в тюмени

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
(13.12.2017)