Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Эйген М. -> "Самоорганизация материи и эволюция биологических макромолекул" -> 38

Самоорганизация материи и эволюция биологических макромолекул - Эйген М.

Эйген М. Самоорганизация материи и эволюция биологических макромолекул — М.: Мир, 1973. — 224 c.
Скачать (прямая ссылка): samoorganizaciyamaterii1973.djvu
Предыдущая << 1 .. 32 33 34 35 36 37 < 38 > 39 40 41 42 43 44 .. 73 >> Следующая

Относительно большая устойчивость пар АУ и ГЦ, вероятно, обусловлена одной сильно поляризованной водородной связью. Единственная комбинация ХН ... Y такого типа, общая для пар АУ и ГЦ, но отсутствующая
у их конкурентов, — это водородная связь между довольно кислой группой NH(pK~9,5) и азотом кольца (рК~4,5). Большую стабильность такой связи можно объяснить на основе квантовой механики. Итак, эта важная предпосылка возникновения кода в принципе объясняется физической теорией.
В итоге можно сказать, что, судя по всем имеющимся данным, пары образуют преимущественно те основания, которые мы теперь называем «комплементарными». «Узнавание» — процесс очень быстрый, но вследствие этой быстроты абсолютные стабильности очень низки — так низки, что в полярных средах ощутимого образования пар не происходит. Такие низкие стабильности не могут обеспечить очень точное узнавание, необходимое для чтения кода в длинных последовательностях. Для того чтобы получить больше информации об узнавании оснований при последовательном считывании кода, следует изучить кооперативные взаимодействия в олигомерах и полимерах.
IV. 3.2. Кооперативные взаимодействия в олиго- и полинуклеотидах. Мы уже подчеркивали, что в водных средах отдельные пары оснований слишком нестабильны, чтобы их можно было обнаружить современными методами. С другой стороны, хорошо известно, что комплементарные полимерные цепи образуют очень устойчивые двойные спирали, которые «плавятся» только при высоких температурах. Форма кривых плавления указывает на сильное кооперативное поведение. Источник кооперативное™— относительно сильное стопочное взаимодействие между соседними парами оснований, а также хелатные эффекты, возникающие вследствие «замораживания» степеней свободы после образования спирали. Очевидно, что эти кооперативные эффекты сильно увеличивают «инструктивные» способности нуклеиновых кислот.
Прямой путь исследования кооперативных явлений — строить полимер шаг за шагом, начиная с мононуклеотида, и изучать, как изменяются его термодинамические и кинетические свойства с увеличением длины цепи. Большим преимуществом является относительная простота термодинамического и кинетического анализа
конформационных изменений олигомеров, особенно то, что спаривание оснований происходит у них по типу «все или ничего». Трудности такой работы на 'олигомерах связаны с получением материала: приходится проводить расщепление полимерных образцов, а затем разделять, собирать и очищать продукты гидролиза. Различные группы в нашей, а также в других1 лабораториях занимались этим в течение нескольких лет.
Первые кинетические исследования были выполнены в дипломной работе Д. Пёршке [72, 73] на олигомерных адениловых кислотах (длина цепи от 2 до 10 мономеров). Как уже говорилось, олиго- и поли-рибоА образуют двуспяральные структуры в кислой области (pH ~ 4), и это дало хорошую модель для наших первых исследований. Затем Д. Пёршке [82] изучил образование двойных и тройных спиралей из олиго-рибоА и олиго-рибоУ при нейтральном pH (длина цепи до 18 мономеров). Эта работа включала в себя термодинамические (фазовые диаграммы и кривые плавления, которые регистрировались с помощью спектрофотометрии в ультрафиолете), а также кинетические исследования с использованием проточных и релаксационных (температурный скачок) методов.
Распространение этих исследований на ГЦ-олиго-меры встретилось с большими трудностями, обусловленными агрегацией этих молекул до более сложных структур. С. Поддеру (во время его пребывания в Гёттингене) удалось исследовать спаривание тетрамеров
ГфГфГфЦ ГфГфГфУ
ГфЦфЦфГ ЦфЦфЦфГ
а также спаривание ГфГ и ГфГфГ с поли-рибоЦ.
Г. Маас и объединенная группа из лабораторий Гёттингена и Брауншвейг-Штокгейма (Д. Ризнер, Р. Рёмер, С. Коутс) в сотрудничестве с группой из лаборатории X. Цахау в Мюнхене изучали термодинамику плавления и конформационную кинетику тРНК [84] (рис. 2) и ее
1 Например, Р. Болдуин (Стэнфорд), Д. Крозерс (Йель), Н. Дэвидсон (Пасадена), П. Доти (Гарвард), Дж. Фреско (Принстон), Б. Зимм (Jla Хойя).
фрагментов с известной последовательностью [85], которые они получали, расщепляя нативную молекулу в определенном положении по методу, описанному X. Ца-хау [86].
Очень ценные данные о специфичном спаривании различных последовательностей получены в лаборатории П. Доти (Гарвардский университет) при исследовании олигомерных сополимеров [87, 88], таких, как
АфАфАфАфУфУфУфУ АфАфАфГфУфУфУ
УфУфУфУфАфАфАфА УфУфУфЦфАфАфА
АфАфАфГ фЦфУ фУ фУ УфУфУфЦфГфАфАфА,
а также различных олигомеров, спаренных с открытыми комплементарными последовательностями тРНК (табл. 13).
Таблица 13
Константы стабильности для спаривания триплетов и квадруплетов оснований (три- и тетрануклеотидов) с открытыми областями тРНК (преимущественно, антикодонами) [87, 88]
Формнлмет-тРНК кХ) Тнр-тРНК Kass
Предыдущая << 1 .. 32 33 34 35 36 37 < 38 > 39 40 41 42 43 44 .. 73 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed