Молекулярная биология, избранные разделы - Ашмарин И.П.
Скачать (прямая ссылка):
Относительно упорядоченные участки структуры рРНК располагаются более или менее регулярно, так, что в целом формируется палочковидная молекула при низкой ионной силе или очень плотный клубок при средней и высокой ионной силе (см. рис. 6). Устойчивость упорядоченных структур рРНК, естественно, гораздо ниже, чем у двуцепочечных ДНК и РНК, а также у другого семейства РНК — транспортных. Вообще же надо иметь в виду, что рассматриваемые здесь вторичные и третичные структуры рРНК в отличие от ДНК нельзя считать идентичными тем, в которых она находится in vivo. В силу непрочности упорядоченных участков и общей пластичности нуклеотидная цепочка рРНК может претерпевать при выделении целый ряд конформационных изменений.
В транспортных РНК особенно велика доля спирализованных участков. Кроме того, для тРНК характерно наличие Н-связей
Рис. 6. бхема третичной структуры рибосомальной РНК в различных условиях.
а — низкая ионная сила, умеренная температура; б —средняя или высо-кая ионная сила, умеренная температура; в — повышенная температура,
' подкнсление и другие воздействия, разрушающие Н-связи (по А. С. Спирину и Л. П. Гавриловой, 1971).
между отдельными далеко стоящими основаниями, которые вместе со спирализованными участками придают молекуле в целом большую жесткость. В отличие от рРНК третичная структура тРНК практически не подвержена изменениям при используемых
у-г
У-A
У-A
у-г
ГАЦ ц_г ГААУА ЦЦАУГ
г* ГУГГГ^У ' Фрагмент е
д I I I 1 I Г
Г УГЦЦЦ АЦУГ
ГуАА д уГГГ уу
А-У г„ А У А
н—Г У А Ц А
А-У V Ц-Г Г-Ц
ц—Г У У А-Ц Г-Ц
Г, а ГГ У-A Г-Ц
UA_y Г-Ц А-У Ц У
У-А У-A Г-Ц Ц Г
д—у У—А А“У Ц Г
А-У Ц-Г Ц-Г Ц-г
г__it Г—Ц У—А У А
ц_Р Г Г А А * АЦУГАУГАЦУГ
Ц—Р Фрагмент С
Ц-Г .
дЦАц А А
м УГЦУА Г
А дцгг Ц УА АЦ
ГАдГУ ц А Ц А А А
А У Ц У Ц
А Г-Ц Ц-Г
д А-У Ц-Г
Г Г-У ГГ
А Ц-Г У—А Фрагмент А
А Г-Ц У-А
ГУА тцЦАцУ-Ацг
Рис 7 Первичная структура фрагментов рибосомальной РНК (Ehresmann
et al, 1970).
обычно методах выделения и не требует для стабилизации каких-то дополнительных факторов. Подробнее структуры тРгич рассматриваются в главе IV (см. рис. 14, 15), причем рассмотрение это облегчается тем, что для многих из них полностью раскрыта последовательность оснований.
Хотя в целом пластичность одноцепочечных участков РНК (и ДНК) относительно велика, было бы ошибкой ее преувеличивать. До сравнительно недавнего времени считали, что одноцепочечные ДНК и РНК не обладают жесткой конфигурацией и образуют в растворе статистический набор очень большого числа вариантов
структуры. Однако рентге-
Урацил
Аденин
Рис. 8. Пространственные конфигурации динуклеотидных звеньев одноцепочечных РНК и ДНК (на примере динуклеотида УфА), допустимые по данным рентгеноструктурного анализа и моделирования (по Sussman et al., 1972).
ноструктурныи анализ кристаллических препаратов олигонуклеотидов, построение и углубленное изучение соответствующих молекулярных моделей показали, что существует ограниченное число вариантов пространственного расположения остатков рибозы возле фосфорила. Кроме того, жесткость одноцепочечной структуры повышается за счет образования связи (предположительно водородной) между 5'-атомом кислорода рибозила и 1-м атомом азота аденинового остатка (последний, видимо, связывает протон из раствора). В конечном счете динуклеотидные звенья в одноцепочечных ДНК и РНК существуют всего лишь в одной-двух конфигурациях (рис. 8). Поэтому небольшие по размеру одноцепочечные участки в высокомолекулярных РНК и ДНК обладают гораздо более жесткой, более определенной конфигурацией, чем предполагалось ранее. Это очень важно для понимания
механизмов «узнавания» белками тех или иных участков РНК и ДНК и для правильной оценки свойств нуклеиновых кислот в различных функциональных состояниях (Rubin et al., 1972; Sussman et al., 1972).
Все представленные выше материалы характеризуют принципы строения нуклеиновых кислот. Однако, не зная полностью последовательности нуклеотидов, т. е. первичной структуры, мы можем лишь выявить основы наиболее общих химических и физико-химических свойств нуклеиновых кислот. Глубокое про-
