Гибридные нуклеиновые кислоты
Если две цепи нуклеиновых кислот комплементарны, то они соединятся друг с другом. Изучение различных искусственно полученных «гибридных» молекул проливает свет на механизм передачи информации в живой клетке
Один из наиболее удачных методов исследования работы генов основан на следующем примечательном явлении. Дело в том, что в живой клетке цепочки некоторых молекул способны «узнавать» другие цепочки при условии, что они комплементарны по своему молекулярному составу. Например, молекула, имеющая последовательность субъединиц ЦАТЦАТЦАТ…, узнает комплементарную последовательность ГТАГТАГТА… в другой молекуле. Эти буквы обозначают химические субъединицы, несущие генетическую информацию. Находясь в одном и том же растворе, две такие комплементарные цепи дадут при соответствующих условиях «гибрид», то есть соединятся, образовав двухцепочечную молекулу. Субъединицы Ц, Г и А, Т удерживаются в такой молекуле с помощью слабых химических связей — так называемых водородных связей. В настоящей статье мы расскажем о том, как была использована молекулярная гибридизация нуклеиновых кислот для изучения механизма биосинтеза белков живой клетки.
Типичная живая клетка синтезирует сотни разнообразных белков. Большинство из них играет роль ферментов, или биологических катализаторов, управляющих несметным количеством химических реакций, лежащих в основе процессов роста и воспроизведения. Молекулы белков представляют собой длинные цепочки, построенные из 20 различных видов аминокислот. Согласно современным представлениям, последовательность аминокислотных остатков в молекуле белка определяется одним геном; гены в свою очередь соединяются в цепочки — это молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).
Генетический код в ДНК
Генетический код «записан» в ДНК четырьмя основаниями: аденином (А), тимином (Т), гуанином (Г) и цитозином (Ц). Обычно ДНК состоит из двух комплементарных цепей, удерживаемых вместе водородными связями и образующих двойную спираль.
Против А в одной цепи стоит Т в другой; аналогичным образом Г образует пару с Ц. Следовательно, каждая цепь несет всю информацию, необходимую для того, чтобы обусловить специфичность комплементарной цепи.
Поток информации в клетке начинается от пар оснований в двойной спирали ДНК.
«Молекулы и клетки», под ред. Г.М.Франка
Загрязнение меченой информационной РНК мы устранили весьма просто: пометив клеточную РНК, мы переносили клетки на нерадиоактивную среду и оставляли их там на определенный, довольно длительный период; за это время меченая информационная РНК успевает разрушиться, тогда как более устойчивая рибосомная РНК сохраняет метку. Наконец, избавиться от всех неспецифических агрегатов, образовавшихся за счет механического сцепления или случайного…
Для выяснения этого вопроса мы решили экспериментально установить, соединяются ли молекулы 23S-PHK и 16S-PHK в гибридах с одинаковыми участками молекул ДНК или нет. Мы приготовили смеси для гибридизации, содержащие определенные количества ДНК, а также 23S-PHK, меченную Р32, в насыщающей концентрации. К ним мы добавляли возрастающие количества 16S-PHK, меченной тритием, после чего определяли соотношение Р32 и…
Различают три основных способа передачи информации; каждый из них используется в клетке для различных целей (смотрите рисунки ниже). Передача генетической информации Передача генетической информации состоит из дупликации (слева), транскрипции (справа) и трансляции (смотрите рисунки ниже). Генетическая информация записана в гигантских цепях молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Кодирующими «буквами» служат четыре основания: аденин (А), тимин (Т), гуанин…
Синтез белковых молекул в живой клетке протекает при помощи рибосом, которые служат, по-видимому, для удерживания «ленты» информационной РНК в нужном положении, пока с нее «считывается» информация. Рибосомы — это мелкие шарообразные частицы, построенные из белка и РНК двух видов. Один вид РНК почти в миллион раз, а другой — примерно в 600 000 раз тяжелее…
Смотрите - Изучение РНК с помощью радиоактивных изотопов Эксперимент был неправильно истолкован, а затем и вообще предан забвению. Не следует упускать из виду, что то было самое начало истории исследования ДНК; лишь два года назад (в 1953 году) Д. Уотсон и Ф. Крик предложили свою двуспиральную модель ДНК. Кроме того, для доказательства присутствия в зараженных…
Возник вопрос: нельзя ли получить двухцепочечные гибриды из смесей одноцепочечных ДНК и РНК? Подобные гибриды послужили бы доказательством полной или почти полной комплементарности последовательностей их оснований. А. Рич и Доти установили к этому времени, что молекулы синтетической РНК, состоящие только из аденина, образуют гибриды с молекулами синтетической ДНК, содержащими в качестве единственного основания тимин. Имея…
Для того чтобы повысить чувствительность и точность метода обнаружения гибрида, мы метили РНК и ДНК разными радиоактивными изотопами. Так, мы пометили Т2-специфичную РНК радиоактивным фосфором (Р32), а ДНК фага Т2 — радиоактивным водородом (Н3). β-Частицы, испускаемые этими двумя изотопами, различаются по своим энергиям; поэтому Р32 и Н3 можно определять в присутствии друг друга. Если оказывается,…
Очевидно, РНК, являющаяся копией вирусной ДНК, содержит генетическую информацию об образовании различных белков, необходимых для формирования полноценных вирусных частиц. Как впоследствии установили С. Бреннер, Ф. Жакоб и Меселсон, информационная РНК фага Т2 способна использовать для синтеза белков рибосомы клетки-хозяина. Далее нас заинтересовало, является ли переписывание кода ДНК в информацию, заключенную в РНК, общим механизмом или…
У всех трех видов бактерий РНК, синтезированная после пересева клеток на бедную среду, обладала свойствами, характерными для РНК, которая появляется в зараженных фагом клетках; она отличалась лабильностью„ была сходна по составу оснований с ДНК того же организма и имела иной молекулярный вес, чем рибосомная РНК. Затем мы попытались получить гибрид между этой информационной РНК и…
Рассмотрим прежде всего рибосомную РНК. Относительно ее происхождения могут быть выдвинуты два основных — и притом взаимно исключающих — предположения: либо она образуется на ДНК-матрице, либо нет. Если да, то рибосомная РНК должна быть комплементарна хотя бы отдельным участкам ДНК и, значит, должна давать с ними гибриды. Как известно, между составом оснований рибосомной РНК и…
