химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

Поэтому начала последовательностей должны давать информацию о том, какую из нитей ДНК должна читать полимераза. В связи с этим интересна гипотеза Шибальского [39], согласно которой начала генной последовательности характеризуются неравномерным распределением пуриновых и пн-римидиновых оснований между цепями ДНК: одна нить богата пуринами, другая — пиримидинами. Однако расшифровка последовательностей в местах связывания полимеразы не подтвердила гипотезу Шибальского [153].

Рентгеноструктурное исследование полинуклеотидов, у которых одна нить содержит лишь пурины, а другая — пиримидины, показало отличие пространственной структуры таких полимеров от структуры В-формы ДНК [40]. Таким образом, возможно, что РНК-полимераза узнает начало считывания по пространственной структуре.

Применению физических методов для изучения механизма транскрипции в значительной степени препятствует то, что РНК-полимераза «сидит» на ДНК очень редко, и конформацион-ные превращения матрицы, сопровождающие синтез РНК, захватывают лишь незначительную часть длинной молекулы ДНК. Поэтому большой интерес представляет изучение комплексов РНК-полимеразы с отрезками ДНК минимальной длины, еще несущими все специфические функции, исключая разве лишь

§ 9.3. ТРАНСКРИПЦИЯ

567

терминацию растущей цепи. Их можно получить, если обработать комплекс полимеразы с ферментом ДНКазой. При этом остается нетронутым связанный с полимеразой отрезок ДНК размером несколько менее трех витков спирали (около 30 ну-клеотидных пар). Оказалось, что такой комплекс способен выполнять основную функцию полимеразы (синтез РНК), создавая короткие молекулы РНК длиной в 15—20 нуклеотидных звеньев [41]. Можно надеяться, что применение различных физических методов, позволит выяснить механизм процессов, идущих при перемещении РНК-полимеразы вдоль ДНК, которое происходит со Скоростью 20 нуклеотидов в секунду.

Флорентьев и Иванов предложили модель действия РНК-полимеразы [42]. При росте цепи РНК (рис. 9.6) происходит связывание З'-гидроксила рибозы с 5'-фосфатной группой атакующего нуклеотида. Последовательность оснований РНК определяется этой последовательностью в ДНК [43].

Известно, что расщепление фосфо-эфирной связи идет через промежуточное состояние, в котором пять кова-лентных связей атома Р находятся в тригональной бипирамидальной KOHJ фигурации. Поэтому реакцию присоединения нуклеотида можно представить двухстадийной схемой (рис. 9.7). Образование промежуточной системы // требует энергии; напротив, выделение пирофосфата, освобождает свободную энергию. Модель исходит из представления о перекрывании обеих стадий. Предполагается, что при раскручивании ДНК и возникновении гибридной двойной спирали ДНК — РНК матрица ДНК функционирует в Л-, а не в обычной Б-форме, т. е. Л-форма стабилизуется в участке матрицы, примыкающем к активному центру системы. Это положение аргументировано рядом фактов [42]. Локальный переход В-формы в Л-форму во время действия полимеразы может индуцироваться удалением молекул воды из участка ДНК, связанного с ферментом, что благоприятствует поликонденсации нуклеотидов. Как показывает изучение молекулярных моделей, нет стерических препятствий для выхода основания в одной цепи ДНК из гликозидной выемки в Л-форме ДНК после разрыва водородных связей с основанием комплементарной цепи. При этом конформация второй цепи не меняется.

Для «перекрывания» стадий необходимо предположить одновременное участие в процессе двух нуклеотидов, один из которых находится в состоянии I, а другой в состоянии // (см. рис. 9.7) и оба комплементарны нуклеотидам ДНК. Модель показывает, что ось образующейся гибридной спирали наклонена к оси исходной двойной спирали ДНК под углом 40° (см. рис. 9.6).

О II I

Рис. 9.7. Двухстаднйная схема присоединения нуклеотида.

Слева изображена конформация двух последних рибоиуклеотидов в точке роста цепи РНК. справа — вновь присоединяющийся нуклеозндтрнфосфат. 0 — нуклеотнд, образовавший ковалентную связь с //, ио еще не отщепнвший пнрофосфат.

Таким образом, при каждом шаге новое основание «извлекается» из матрицы ДНК, и дезоксирибонуклеотид, комплементарный рибонуклеотид которого лишился пирофосфата, поворачивается назад в ДНК с восстановлением водородных связей. Ось гибридной спирали движется вдоль ДНК винтовым способом с одновременным перемещением фермента.

Известно, что в отсутствие субстратов (нуклеозидтрифосфа-тов) РНК-полимераза слабо связывается с ДНК- Напротив, во время синтеза РНК образуется недиссоциирующий комплекс ДНК — фермент [43]. Согласно описываемой модели этот комплекс стабилизован связями между пирофосфатными группами двух взаимодействующих рибонуклеозидтрифосфатов и катион-ными группами субъединиц полимеразы. Основания этих три§ 9.3. ТРАНСКРИПЦИЯ

569

фосфатов образуют уотсон-криковские пары с основаниями ДНК. Нуклеотиды I и II вместе с нуклеотидами 0 образуют переходную гибридную область. В любой момент одновременно функционируют два рибонуклеозидтрифосфата; тем самым модель объясняет сильн

страница 206
< 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

Скачать книгу "Молекулярная биофизика" (4.80Mb)


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

 

 

Реклама

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
(22.02.2017)