МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫ, пуриновые и пиримидино-выс нуклеозиды, входящие в молекулы природные нуклеиновых кислот в относительно небольших кол-вах. В отличие от наиболее распространенных нуклеозидов (аденозина, гуанозина, ури-дина, тимидина и цитидина) содержат модифицир. гетеро-циклический основания и(или) остатки рибозы или дезоксири-бозы.

М. н. обнаружены практически во всех нуклеиновых кислотах. Наиб. высокое содержание МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫ н. наблюдается у эукариотич. транспортных РНК (тРНК), у которых доля МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫн. достигает 20-25% от общего кол-ва нуклеозидов. Значительно меньше (1-2%) МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫ н. в рибосомных РНК (рРНК). У последних МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫ н. сосредоточены в огранич. числе мест. В отличие от РНК содержание МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫн. в ДНК разных организмов сильно варьирует. Так, в ДНК насекомых МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫн. достоверно не обнаружены, в ДНК позвоночных их содержится 1-2%, а у растений эта величина достигает 3-8%. МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫн. находятся в ДНК обычно не в уникальных, а в повторяющихся последовательностях.

Характер модификаций в МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫ н. варьирует очень широко, но в значительной степени преобладает N-, О- и С-метилирование оснований.

В ДНК растит. и животных тканей встречается, как правило, только 5-мстил-2»-дезоксицитидин (обозначается m⁵dC; формула I, X = Н, Y = СН₃; dRib-остаток 2»-дезокси-рибозы), а у прокариот (бактерии и синезеленые водоросли)-также его изомер (m⁴dC; формула I, X = СН₃, Y = H) и N⁶-метил-2»-дезоксиаденозин (m⁶dA; формула II); в меньших кол-вах присутствуют N¹-метил- и N² -диметил-2»-дезоксигуанозин (m¹dG и m₂²dG; формула III, соответственно X = СН₃, Y = Н и X = Н, Y = СН₃). Единственная отличная от метилирования модификация в ДНК состоит в замене 5-метильной группы тимина в ДНК Т-четных фагов (вирусов бактерий) на гидроксиметильную группу, которая может быть также гликозилирована.

В РНК бактерий метилированию подвергаются в основные гетероциклический основания, тогда как у высших организмов МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫн. в РНК представлены главным образом 2-О-метилрибозидами (Nm; формула IV, В-основание). Наиб. структурное разнообразие МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫн. характерно для тРНК, где может быть модифицированы все четыре типа нуклеозидных звеньев. При этом МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫн. образуются не только в результате присоединения к ге-тероциклу или к экзоциклический аминогруппе различные группировок, в простейшем случае - группы СН₃ (например, 5-мети-луридин-т⁵U; формула V, X = Y = О, Z = СН₃, Rib-остаток рибозы), но также в результате восстановления двойной связи в положении 5,6 пиримидина (5,6-дигидроуридин-hU; формула VI).

Кроме того, МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫн. могут образовываться в результате замены карбонильного атома кислорода на атом серы (2-или 4-тиоуридин-S²U и S⁴U; формула V, соответственно X = S, Y = О, Z = Н и X = О, Y = S, Z = H) или аминогруппы на гидро-ксил (инозин-формула VII), а также в результате изменения взаимного расположения урацильного и углеводного остатков с образованием С-гликозидной связи (5-рибозилурацил, или псевдоуридин,-y; формула VIII).

Известно немало МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫн., модифицированных по двум позициям (например, 5-мстил-2-тиоуридин-m⁵s²U; формула V, X = S, Y = О, Z = СН₃), а также МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫн. с заместителями, образующимися в результате ряда последовательных модификаций, например производное уридина (mcm⁵s²U; формула V, X = S, Y = О, Z = CH₂COOCH₃) и аденозина (ms²t⁶A; формула IX), в том числе циклизации (например, виозин-W; формула X). Такие гипермодифицированные МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫн. всегда занимают в молекуле тРНК позицию 37, т.е. соседствуют с 3»-концевым нуклеозидом антикодона- участка молекулы тРНК, состоящего из трех нуклсотидов и узнающего соответствующий ему участок из трех нуклеотидов (кодон) в молекуле матричной РНК при трансляции (синтезе белка на РНК-матрице).

Образование МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫн. в РНК и ДНК происходит на поли-нуклеотидном уровне (т. е. после того, как полимерная цепь уже сформирована) путем переноса соответствующих групп спeциализир. ферментами с доноров в определенные положения нуклеиновой кислоты. Полнее всего изучено метилиро-вание, которое во всех случаях (за одним исключением) осу ществляется с участием S-аденозилметионина - универсального донора метильной группы. Ферменты, катализирующие образование МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫ н., высокоспецифичны к определенному нуклеозиду и к разным позициям его в молекуле.

Описано влияние ДНК с метилир. основаниями на ряд процессов (экспрессия генов, репликация и др.), однако мол. механизмы, лежащие в основе этого явления, не выяснены. Несколько больше известно о роли МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫн. в функции тРНК. Возрастание кол-ва МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫн. в тРНК по мере усложнения организмов указывает на то, что они имеют отношение к добавочным, например регуляторным, функциям тРНК, поскольку фундам. механизмы переноса аминокислот сходны во всех организмах. Даже самая простая модификация, например ме-тилирование, влияет на конформацию молекулы, меняя способность к образованию водородных связей и стэкинг-взаимодействие между основаниями. Т. обр., влияние МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫ н. на функции тРНК осуществляется, вероятно, через изменение ее конформации, причем разные по структуре и положению МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫн., безусловно, играют различные роль. Например, неизменность локализации гипермодифицированных МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫн. с 3»-стороны от антикодона позволяет предположить их участие в считывании кодона. МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫ н. в рРНК, по-видимому, участвуют в приобретении молекулой конформации, необходимой для взаимодействие с рибосомными белками.

Химическая энциклопедия. Том 3 >> К списку статей