Молекулярная биология, избранные разделы - Ашмарин И.П.
Скачать (прямая ссылка):
Далее был разработан еще более чувствительный и тонкий вариант метода Bolton и McCarthy — так называемая конкурентная гибридизация. Сущность его состоит в сведении двух сравниваемых фрагментированных РНК (или двух ДНК) с денатурированной и фиксированной ДНК. Одна из РНК помечается радиоактивным изотопом. Если обе РНК комплементарны ДНК, но обладают несовпадающими нуклеотидными последовательностями, то они будут взаимодействовать с разными ее участками и не будут взаимно препятствовать гибридизации. Если же РНК идентичны, то отмечается небольшая степень взаимного подавления гибридизации. Наконец, промежуточные по интенсивности проявления конкуренции позволяют количественно оценить долю общих нуклеотидных последовательностей сравниваемых РНК. Этот прием оказался особенно эффективным при сравнении разных НК в наиболее трудных ситуациях.
Глава И
БИОСИНТЕЗ И ДЕГРАДАЦИЯ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
СИНТЕЗ
Биосинтез нуклеиновых кислот, в отличие от всех других известных видов синтеза биополимеров, может протекать с непосредственным образованием копии того именно соединения, которое введейо в сферу реакции. Основой такого процесса являются описанные выше закономерности образования пар комплементарных оснований нуклеиновых кислот. Та или иная нуклеиновая кислота может служить шаблоном, на котором собирается вначале комплементарная ей цепь, т. е. ее «химический отпечаток», «негатив», а затем на последней может образоваться точная копия шаблона — молекула, не отличимая от исходной и обладающая такой же последовательностью оснований. Если первая нуклеиновая кислота является двуцепочечной, т. е. содержит одновременно и шаблон, и его «химический отпечаток», «позитив» и «негатив» вместе в виде комплементарных цепей, то образование копии такой молекулы может происходить в один акт, ибо «негатив», собранный на одной из цепей, оказывается копией другой. Такое размножение полимеров является одной из ключевых реакций, лежащих в основе размножения живых существ. Именно такой синтез нуклеиновых кислот обеспечивает передачу потомству генетической информации.
Генетическая информация передается не только при размножении, но и в пределах клетки — к органеллам, где происходит синтез белков. Этот поток информации также обеспечивается синтезом нуклеиновых кислот, который близок в принципе к описанному выше. Наиболее существенное его отличие состоит лишь в том, что при этом на шаблоне ДНК образуются одноцепочечные РНК, являющиеся каждая репликой лишь части ДНК.
Синтетические процессы такого типа называют обычно матричным синтезом. Легко понять, почему воспроизведение in vitro матричного синтеза нуклеиновых кислот Kornberg и сотр. в 1955— 1956 гг. явилось одним из крупнейших событий в истории молекулярной биологии.
Матричный синтез включает в себя элементы более простых реакций обычного нематричного синтеза полинуклеотидов. Последний сам по себе также происходит в живых организмах. С него, как с более простого, мы и начнем рассмотрение механизмов биосинтеза нуклеиновых кислот.
Чтобы облегчить восприятие последующих разделов, наиболее характерные особенности различных полимераз нуклеиновых кислот суммированы в табл. 2.
Сравнительная характеристика различных полимераз нуклеиновых кислот
Необхо Степень кон Энзим Необхо Соотношение Биспиральность Специфичность Наличие
димость сервативности димость природы мат матрицы энзима у энзима чет
матрицы синтеза затравки рицы и продукта и продукта к матрице вертичной
структуры
Полуконсерва- ДНК-полимеразы Да ДНК-ДНК би-*би ИЛИ Неспецифичны Нет
тивный РНК-репликазы (вирусов РНК-РНК (м-*би-*м ***) или мало
с двуцепочечной РНК) би-^би специфичны
Да Консерватив РНК-репликазы (вирусов Да РНК+РНК м->-би-*м Специфичны Да
ный (пол с одноцепочечной РНК)
ностью или РНК-полимеразы (транскрип- Кет ДНК+РНК би-*-м Полный энзим Часть имеют
преимущест тазы) специфичен
Обратные транскриптазы Да РНК+ДНК М-*би Неспецифичны » »
ДНК-полимеразы * Нет Нет
РНК-полимеразы * Да
Терминальная ДНК-полиме- Да
