Учебно-методический комплекс дисциплины «Нуклеиновые кислоты»

жүктеу 7,52 Mb.

бет	17/117
Дата	28.09.2023
өлшемі	7,52 Mb.
	#43588
түрі	Учебно-методический комплекс

1 ... 13 14 15 16 17 18 19 20 ... 117

КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ

Плавление двойной спирали

Нуклеотидный состав ДНК
Исследуя нуклеотидный состав ДНК из различных организмов, в 1950 г. Э. Чаргафф (. Erwin Chargaff) заметил следующие закономерности, названные впоследствии правилами Чаргаффа:

Сумма пуриновых оснований в молекуле ДНК всегда равна сумме пиримидиновых оснований. На каждый пуриновый приходится один пиримидиновый нуклеотид.
В ДНК в равных количествах содержится попарно аденин и тимина, гуанин и цитозин, т.е. А=Т, А/Т= 1; G = C, G/C =1;
Количество оснований, содержащих аминогруппы в положении 4 пиримидинового ядра и 6 – пуринового (цитозин и аденин), равно количеству оснований, содержащих оксо-группу в тех же положениях (гуанин и тимин), т.е. А+С = G +Т.
Содержание A+T не равно G+C. То есть соотношение (A+T) / (G+C) может быть больше или меньше 1. По этому признаку различают два основных типа ДНК: если А+Т> G+C, то АТ-тип, с преимущественным содержанием аденина и тимина, а если А+Т G+C, то ГЦ-тип ДНК, с преимущественным содержанием гуанина и цитозина.

Нуклеотидный состав ДНК часто выражают ГЦ-содержанием. Оно одинаково во всех клетках данного вида, но варьирует от вида к виду. Так, у бактерий содержание ГЦ 0,3-0,7, у человека – 0,4 (табл. 2.2).
Плавление двойной спирали
Две цепи ДНК в определенных условиях могут отделяться одна от другой, хотя бы на локальных участках. Раскручивание двойной спирали происходит во время репликации ДНК, транскрипции, на определенных этапах клеточного цикла. В лабораторных условиях расхождение двух цепей наблюдается при нагревании раствора ДНК. При повышении температуры водородные связи между парами оснований разрываются, и это вызывает разделение комплементарных цепей. Диссоциацию двойной спирали часто называют плавлением, поскольку она протекает очень резко при определенной температуре. Этот процесс характеризуется температурой плавления (T_m, Т_пл), которая определяется как температура, при которой разрушается половина спиральной структуры.
Плавление ДНК – процесс перехода регулярной двойной спирали линейной молекулы ДНК в клубкообразное состояние. Резкость этого перехода свидетельствует о высокой кооперативности структуры ДНК. Переход спираль–клубок может быть вызван различными факторами, например, цепи ДНК могут также разойтись при добавлении кислот или щелочей, которые ионизируют нуклеиновые основания и также разрушают водородные связи и стэкинг-взаимодействия без разрыва ковалентных связей.
Плавление ДНК легко регистрировать по поглощению в УФ области электромагнитных колебаний, максимум которого наблюдается при длине волны 260 нм. Нарушение стэкинг-взаимодействий пар оснований при переходе ДНК из спирального состояния в клубкообразное приводит к резкому увеличению оптической плотности, поглощение раствора ДНК увеличивается на 30–40%. Этот эффект называют гипохромизмом (рис. 2.11).

Рис. 2.11. Кривая плавления ДНК

Температура плавления зависит от нуклеотидного состава. Чем больше в ДНК пар A–T, тем менее прочно нити друг с другом связаны, тем легче ДНК расплавить. Молекулы ДНК с высоким содержанием GC-пар имеют более высокие Т_пл, чем молекулы, богатые АТ-парами оснований. Это связано с тем, что пары GC стабильнее по сравнению с АТ-парами. AT-богатые области ДНК плавятся первыми.
Температура плавления линейно зависит от доли GC-пар в ДНК:

жүктеу 7,52 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 13 14 15 16 17 18 19 20 ... 117