Чему комплементарен урацил


Урацил входит в состав чего

>Урацил>Химическое название

Пиримидин-2,4(1H,3H)-дион

Химические свойства

Вещество Урацил – это пиримидиновое основание, обычно служит основой для рибонуклеиновых кислот.

В биохимии можно встретить различные сочетания (Тимин + Урацил, Цитозин + Урацил, Урацил + Гуанин), вещество, как правило, является составной частью нуклеотида. В сочетании Аденин + Урацил в составе различных нуклеиновых кислот компонент комплементарно связывается с аденином и образует 2 водородные связи. Соединение склонно к образованию таутомеров, обладает амфотерными химическими свойствами.

Вещество обнаружили в начале 20 века в продуктах расщепления дрожжей. Противоопухолевые свойства антиметаболитов начали активно изучать в 60-х годах 20 века. Его молекулярная масса = 112,1 грамма на моль. Средство синтезируют в виде белого порошка или кристаллов, которые хорошо растворяются в горячей воде. Разлагается соединения при 335 градусах.

>Фармакологическое действие

Антиметаболическое, противоопухолевое.

Фармакодинамика и фармакокинетика

Вещество чаще всего в лекарственных средствах используют в комбинации с тегафуром.

Средство подавляет деятельность ферментов, в том числе тимидинсинтетазу, ингибирует процессы синтеза дезоксирибонуклеиновой кислоты, приводит к возникновению дефектной РНК в клетках опухоли. В комбинации с прочими веществами (фторурацилом) соединение усиливает их фармакологическое действие.

Показания к применению

Урацил обычно находится в составе различных противоопухолевых препаратов. С их помощью лечат рак прямой и толстой кишки, рак кожи и молочной железы, злокачественные новообразования желудка, печени, поджелудочной железы, шеи, матки или мочевого пузыря.

Противопоказания

Лекарственное средство противопоказано к использованию:

  • при наличии на него аллергии;
  • кормящим женщинам;
  • пациентам с язвой желудка;
  • беременным женщинам;
  • при кровотечениях.

Побочные действия

Лечение препаратами Урацила, дополнительно имеющими в своем составе тегафур может сопровождаться:

  • диареей, тошнотой, спазмами в ЖКТ;
  • энтеритом, рвотой;
  • нейтропенией, дерматитом, тромбоцитопенией;
  • аллергическими высыпаниями на коже;
  • изменением пигментации кожи, светобоязнью, бронхоспазмом.

Урацил, инструкция по применению (Способ и дозировка)

Лекарственное средство используют в соответствии с прилагающейся к нему инструкцией. Дозировка различная в зависимости от заболевания и лекарственной формы данного соединения.

>Передозировка

Данные о передозировке средством ограничены.

Взаимодействие

Урацил часто сочетают с тегафуром для лечения злокачественных новообразований. При таком сочетании не рекомендуется принимать параллельно галоидосодержащие противовирусные средства, например Соривудин.

>Особые указания

Лечение препаратом, как правило, производится амбулаторно.

>Препараты, в которых содержится (Аналоги)Совпадения по коду АТХ 4-го уровня:

Вещество входит в состав лекарств: Флуоро-урацил Рош, УФТ.

>Отзывы об Урациле

Отзывов о применении средства крайне мало. Отрицательных отзывов обнаружено не было.

Цена Урацила, где купить

На данный момент нет данных о стоимости препаратов, в составе которых находится данное вещество.

Урацил

Смотреть что такое «Урацил» в других словарях:

  • УРАЦИЛ — УРАЦИЛ, одно из четырех оснований в НУКЛЕОТИДАХ, которые составляют РНК (рибонуклеиновую кислоту). Производная ПИРИМИДИНА, урацил считается главным отличием между РНК и ДНК: в ДНК урацил заменяется тимином. (Три остальных основания АДЕНИН,… … Научно-технический энциклопедический словарь

  • УРАЦИЛ — пиримидиновое основание. Содержится во всех живых организмах в составе уридиловых нуклеотидов, рибонуклеиновых кислот (РНК). Одна из 4 букв генетического кода (в ДНК вместо урацила тимин) … Большой Энциклопедический словарь

  • УРАЦИЛ — 2, 4 диоксипиримидин, пиримидиновое основание. Присутствует во всех живых клетках в составе РНК. Нуклеотиды У. играют важную роль в обмене углеводов: уридиндифосфат переносчик остатков сахаров в реакциях взаимопревращений моносахаридов, уридинди… … Биологический энциклопедический словарь

  • урацил — сущ., кол во синонимов: 1 • основание (85) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

  • урацил — Пиримидиновое основание, содержащееся во всех живых организмах в составе уридиловых нуклеотидов, рибонуклеиновых кислот Тематики биотехнологии EN uracil … Справочник технического переводчика

  • Урацил — 2,6 диоксипиримидин, органическое вещество из группы пиримидиновых оснований (См. Пиримидиновые основания). Белый порошок или иглоподобные кристаллы, растворимые в горячей воде; молярная масса 112. Обладает амфотерными (и… … Большая советская энциклопедия

  • урацил — пиримидиновое основание. Содержится во всех живых организмах в составе уридиловых нуклеотидов, рибонуклеиновых кислот (РНК). Одна из 4 «букв» генетического кода (в ДНК вместо урацила тимин). * * * УРАЦИЛ УРАЦИЛ, пиримидиновое основание (см.… … Энциклопедический словарь

  • УРАЦИЛ — пиримидиновое основание. Содержится во всех живых организмах в составе уридиновых нуклеотидов, рибонуклеиновых к т (РНК). Одна из 4 букв генетич. кода (в ДНК вместо У. тимин) … Естествознание. Энциклопедический словарь

  • урацил — uracil урацил. Пиримидиновое основание, присутствующее во всех живых клетках в составе РНК ( вместо тимина), комплементарен аденину. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

  • УРАЦИЛ — Одно из четырех нуклеотидных оснований, составляющих рибонуклеиновую кислоту. Урацил замещает тимин в мопекупедезоксирибонук леиновой кислоты … Толковый словарь по психологии

>Разница между урацилом и тимином

Главное отличие — урацил против тимина

Урацил и тимин являются двумя из трех пиримидинов, найденных в нуклеиновых кислотах. Урацил содержится только в РНК, а тимин — только в ДНК., Это можно рассматривать как главное отличие между урацилом и тимином. Другими азотистыми основаниями, обнаруженными в нуклеиновых кислотах, являются аденин, гуанин и цитозин. Дополнительным основанием как урацила, так и тимина является аденин. Цитозин является другим урацилом, который встречается как в ДНК, так и в РНК. Цитозиновые пары с гуанином. Каждое азотистое основание присоединяется к пентозному сахару, образуя пять различных нуклеозидов. Этот пентозный сахар может быть либо рибозой, либо дезоксирибозой. Две кетогруппы у С-2 и С-4 находятся как в урациле, так и в тимине.

Эта статья исследует,

1. Что такое урацил
— определение, структура, характеристики
2. Что такое тимин
— определение, структура, характеристики
3. В чем разница между урацилом и тимином

Что такое урацил

Урацил является одним из пиримидиновых оснований, встречающихся только в РНК. Он содержит две кетогруппы у С-2 и С-4 своего гетероциклического пиримидинового кольца. Урацил присоединяется к рибозе через гликозидную связь, образуя нуклеозид, уридин. Фосфорилирование уридина дает его моно-, ди- и трифосфаты. В РНК урацильные комплементарные пары оснований с аденином через две водородные связи. Урацил способен спариваться с другими основаниями в цепи РНК в зависимости от расположения. Это редко происходит в ДНК как эволюционное изменение, которое увеличивает стабильность ДНК. Уридиновые нуклеотиды служат аллостерическими регуляторами и коферментами у растений и человека. Урацил является слабой кислотой. Поэтому он подвергается окислению, алкилированию и азотированию. Он также реагирует с элементарными галогенами. Урацил способен поглощать УФ.

Рисунок 1: Урацил

Что такое тимин

Тимин — это еще один тип пиримидинового основания, встречающийся только в ДНК. Он содержит две кетогруппы в С-2 и С-4, а также метильную группу в С-5. Тимин образует нуклеозид с дезоксирибозой, называемой дезокситимидин. Фосфорилирование дезокситимидина фосфорилируется в моно-, ди- и трифосфаты дезокситимидина. Дезокситимидин трифосфат (dTTP) служит тиминовым строительным блоком ДНК. В двойной спирали ДНК тимин комплементарных пар оснований с аденином через две водородные связи. Тимин может быть получен метилированием урацила у С-5 его пиримидинового кольца. Следовательно, тимин также называют 5-метилурацил. В присутствии ультрафиолета тимин образует диме с соседними тиминовыми или цитозиновыми основаниями, вызывая перегибы в двойной спирали ДНК.

Рисунок 2: Тимин

Разница между урацилом и тимином

Определение

урацил: Урацил представляет собой пиримидиновую основу, которая является компонентом РНК.

тимин:Тимин является пиримидиновой основой, которая является компонентом ДНК.

Вхождение

урацил: Урацил встречается только в РНК.

тимин: Тимин встречается только в ДНК.

Функциональные группы

урацил: Гетероциклическое ароматическое кольцо урацила содержит две кетогруппы у С-2 и С-4.

тимин: Гетероциклическое ароматическое кольцо тимина содержит две кетогруппы у С-2 и С-4, а также метильную группу у С-5.

Молекулярная формула

урацил: Молекулярная формула урацила является C4ЧАС4N2О2 .

тимин: Молекулярная формула тимина С5ЧАС6N2О2.

Молярная масса

урацил: Молярная масса урацила составляет 112,0868 г / моль.

тимин: Молярная масса тимина составляет 126,1133 г / моль.

Значимость

урацил: Уридиновые нуклеотиды служат аллостерическими регуляторами и коферментами у растений и человека.

тимин: Тимин может быть получен путем метилирования урацила на С-5.

Заключение

Урацил и тимин являются двумя пиримидиновыми нуклеотидами, найденными в нуклеиновых кислотах. Пиримидиновое кольцо представляет собой гетероциклическую ароматическую структуру, которая состоит из атомов углерода и азота. Обе химические структуры урацила и тимина очень похожи. Они отличаются только наличием метильной группы в С-5 тимина. Урацил встречается только в РНК, а тимин — только в ДНК. В этом разница между урацилом и тимином. ДНК более стабильна по сравнению с РНК благодаря присутствию тимина в его цепи. В лечении рака 5-фторурацил (5-фу) используется для замены урацила и тимина во время репликации ДНК. Это тормозит синтез ДНК в активно делящихся клетках.

Ссылка:
1. «Урацил». Урацил — Энциклопедия Нового Света. Н.п., н.д. Web. 15 мая 2017 г.

Свежие записи:

  • Здоровье нации Ростов

    Комплексная диагностика женского здоровья "Умная клиника" предлагает Вам пройти в предельно короткие сроки комплексную диагностику…

  • Терафлю иммуно инструкция

    ТераФлю Иммуно® (TeraFlu Immuno®) Последняя актуализация описания производителем 17.09.2014 Фильтруемый список 17.09.2014 >Группы БАДы —…

  • Адаптовит сибирское здоровье

    Энергомодулирующий комплекс в формате спрея - Адаптовит Описание "Адаптовит" является комплексным препаратом и воздействует на…

  • Леспенефрил инструкция по применению

    >Леспенефрил (Lespenephryl)Последняя актуализация описания производителем 13.07.2005 Фильтруемый список >Фармакологическая группа Диуретики в комбинациях >Нозологическая классификация…

tentorium-centr.ru

Дезоксирибонуклеиновая кислота — Википедия

Структура ДНК (двойная спираль). Различные атомы в структуре показаны в разных цветах; детальная структура двух пар оснований показана снизу справа

Дезоксирибонуклеи́новая кислота́ (ДНК) — макромолекула (одна из трёх основных, две другие — РНК и белки), обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов. Молекула ДНК хранит биологическую информацию в виде генетического кода, состоящего из последовательности нуклеотидов[1]. ДНК содержит информацию о структуре различных видов РНК и белков.

В клетках эукариот (животных, растений и грибов) ДНК находится в ядре клетки в составе хромосом, а также в некоторых клеточных органеллах (митохондриях и пластидах). В клетках прокариотических организмов (бактерий и архей) кольцевая или линейная молекула ДНК, так называемый нуклеоид, прикреплена изнутри к клеточной мембране. У них и у низших эукариот (например дрожжей) встречаются также небольшие автономные, преимущественно кольцевые молекулы ДНК, называемые плазмидами. Кроме того, одно- или двухцепочечные молекулы ДНК могут образовывать геном ДНК-содержащих вирусов.

С химической точки зрения ДНК — длинная полимерная молекула, состоящая из повторяющихся блоков — нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара (дезоксирибозы) и фосфатной группы. Связи между нуклеотидами в цепи образуются за счёт дезоксирибозы и фосфатной группы (фосфодиэфирные связи). В подавляющем большинстве случаев (кроме некоторых вирусов, содержащих одноцепочечную ДНК) макромолекула ДНК состоит из двух цепей, ориентированных азотистыми основаниями друг к другу. Эта двухцепочечная молекула закручена по винтовой линии. В целом структура молекулы ДНК получила традиционное, но ошибочное название «двойной спирали», на самом же деле она является «двойным винтом». Винтовая линия может быть правой (A- и B-формы ДНК) или левой (Z-форма ДНК)[2].

В ДНК встречается четыре вида азотистых оснований (аденин (A), гуанин (G), тимин (T) и цитозин (C)). Азотистые основания одной из цепей соединены с азотистыми основаниями другой цепи водородными связями согласно принципу комплементарности: аденин (A) соединяется только с тимином (T), гуанин (G) — только с цитозином (C). Последовательность нуклеотидов позволяет «кодировать» информацию о различных типах РНК, наиболее важными из которых являются информационные, или матричные (мРНК), рибосомальные (рРНК) и транспортные (тРНК). Все эти типы РНК синтезируются на матрице ДНК за счёт копирования последовательности ДНК в последовательность РНК, синтезируемой в процессе транскрипции, и принимают участие в биосинтезе белков (процессе трансляции). Помимо кодирующих последовательностей, ДНК клеток содержит последовательности, выполняющие регуляторные и структурные функции. Кроме того, в геноме эукариот часто встречаются участки, принадлежащие «генетическим паразитам», например транспозонам.

Расшифровка структуры ДНК (1953 год) стала одним из поворотных моментов в истории биологии. За выдающийся вклад в это открытие Фрэнсису Крику, Джеймсу Уотсону и Морису Уилкинсу была присуждена Нобелевская премия по физиологии или медицине 1962 года. Розалинд Франклин, которая получила рентгенограммы, без которых Уотсон и Крик не имели бы возможность сделать выводы о структуре ДНК, умерла в 1958 году от рака (Нобелевскую премию не дают посмертно)[3].

ДНК как химическое вещество была выделена Иоганном Фридрихом Мишером в 1869 году из остатков клеток, содержащихся в гное. Он выделил вещество, в состав которого входят азот и фосфор. Вначале новое вещество получило название нуклеин, а позже, когда Мишер определил, что это вещество обладает кислотными свойствами, вещество получило название нуклеиновая кислота[4]. Биологическая функция новооткрытого вещества была неясна, и долгое время ДНК считалась запасником фосфора в организме. Более того, даже в начале XX века многие биологи считали, что ДНК не имеет никакого отношения к передаче информации, поскольку строение молекулы, по их мнению, было слишком однообразным и не могло содержать закодированную информацию.

До 1930-х годов считалось, что ДНК содержится только в животных клетках, а в растительных - РНК. В 1934 году в журнале «Hoppe-Seyler’s Zeitschrift fur physiologishe Chemie»[5], затем в 1935 году в «Ученых записках МГУ»[6] вышла статья советских биохимиков А. Н. Белозерского и А. Р. Кизеля в которых доказывалось присутствие ДНК в растительных клетках. В 1936 году группой Белозерского ДНК была выделена из семян и тканей бобовых, злаковых и других растений[7]. Результатом исследований этой же группы советских учёных в 1939 – 1947 годах стала первая в мировой научной литературе информация о содержании нуклеиновых кислот у различных видов бактерий.

Постепенно было доказано, что именно ДНК, а не белки, как считалось раньше, является носителем генетической информации. Одно из первых решающих доказательств принесли эксперименты Освальда Эвери, Колина Маклауда и Маклина Маккарти (1944 г.) по трансформации бактерий. Им удалось показать, что за так называемую трансформацию (приобретение болезнетворных свойств безвредной культурой в результате добавления в неё мёртвых болезнетворных бактерий) отвечает выделенная из пневмококков ДНК. Эксперимент американских учёных Алфреда Херши и Марты Чейз (эксперимент Херши — Чейз, 1952 г.) с помеченными радиоактивными изотопами белками и ДНК бактериофагов показали, что в заражённую клетку передаётся только нуклеиновая кислота фага, а новое поколение фага содержит такие же белки и нуклеиновую кислоту, как исходный фаг[8].

Вплоть до 50-х годов XX века точное строение ДНК, как и способ передачи наследственной информации, оставалось неизвестным. Хотя и было доподлинно известно, что ДНК состоит из нескольких цепочек, состоящих из нуклеотидов, никто не знал точно, сколько этих цепочек и как они соединены.

В результате работы группы биохимика Эрвина Чаргаффа в 1949—1951 гг. были сформулированы так называемые правила Чаргаффа. Чаргаффу и сотрудникам удалось разделить нуклеотиды ДНК при помощи бумажной хроматографии и определить точные количественные соотношения нуклеотидов разных типов. Соотношение, выявленное для аденина (А), тимина (Т), гуанина (Г) и цитозина (Ц), оказалось следующим: количество аденина равно количеству тимина, а гуанина — цитозину: А=Т, Г=Ц[9][10]. Эти правила, наряду с данными рентгеноструктурного анализа, сыграли решающую роль в расшифровке структуры ДНК.

Структура двойной спирали ДНК была предложена Френсисом Криком и Джеймсом Уотсоном в 1953 году на основании рентгеноструктурных данных, полученных Морисом Уилкинсом и Розалинд Франклин, и правил Чаргаффа[11]. Позже предложенная Уотсоном и Криком модель строения ДНК была доказана, а их работа отмечена Нобелевской премией по физиологии или медицине 1962 г. Среди лауреатов не было скончавшейся к тому времени от рака Розалинд Франклин, так как премия не присуждается посмертно[12].

Интересно, что в 1957 году американцы Александер Рич, Гэри Фелзенфелд и Дэйвид Дэйвис описали нуклеиновую кислоту, составленную тремя спиралями[13]. А в 1985—1986 годах Максим Давидович Франк-Каменецкий в Москве показал, как двухспиральная ДНК складывается в так называемую H-форму, составленную уже не двумя, а тремя нитями ДНК[14][15].

Нуклеотиды[править | править код]

Структуры оснований в составе ДНК

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) представляет собой биополимер (полианион), мономером которого является нуклеотид[16][17].

Каждый нуклеотид состоит из остатка фосфорной кислоты, присоединённого по 5'-положению к сахару дезоксирибозе, к которому также через гликозидную связь (C—N) по 1'-положению присоединено одно из четырёх азотистых оснований. Именно наличие характерного сахара и составляет одно из главных различий между ДНК и РНК, зафиксированное в названиях этих нуклеиновых кислот (в состав РНК входит сахар рибоза)[18]. Пример нуклеотида — аденозинмонофосфат, у которого основанием, присоединённым к фосфату и рибозе, является аденин (A) (показан на рисунке).

Исходя из структуры молекул, основания, входящие в состав нуклеотидов, разделяют на две группы: пурины (аденин [A] и гуанин [G]) образованы соединёнными пяти- и шестичленным гетероциклами; пиримидины (цитозин [C] и тимин [T]) — шестичленным гетероциклом[19].

В виде исключения, например, у бактериофага PBS1, в ДНК встречается пятый тип оснований — урацил ([U]), пиримидиновое основание, отличающееся от тимина отсутствием метильной группы на кольце, обычно заменяющее тимин в РНК[20].

Следует отметить, что тимин (T) и урацил (U) не так строго приурочены к ДНК и РНК соответственно, как это считалось ранее. Так, после синтеза некоторых молекул РНК значительное число урацилов в этих молекулах метилируется с помощью специальных ферментов, превращаясь в тимин. Это происходит в транспортных и рибосомальных РНК[21].

Двойная спираль[править | править код]

В зависимости от концентрации ионов и нуклеотидного состава молекулы, двойная спираль ДНК в живых организмах существует в разных формах. На рисунке представлены формы A, B и Z (слева направо)

Полимер ДНК обладает довольно сложной структурой. Нуклеотиды соединены между собой ковалентно в длинные полинуклеотидные цепи. Эти цепи в подавляющем большинстве случаев (кроме некоторых вирусов, обладающих одноцепочечными ДНК-геномами) попарно объединяются при помощи водородных связей во вторичную структуру, получившую название двойной спирали[11][18]. Остов каждой из цепей состоит из чередующихся фосфатов и сахаров[22]. Внутри одной цепи ДНК соседние нуклеотиды соединены фосфодиэфирными связями, которые формируются в результате взаимодействия между 3'-гидроксильной (3'—ОН) группой молекулы дезоксирибозы одного нуклеотида и 5'-фосфатной группой (5'—РО3) другого. Асимметричные концы цепи ДНК называются 3' (три прайм) и 5' (пять прайм). Полярность цепи играет важную роль при синтезе ДНК (удлинение цепи возможно только путём присоединения новых нуклеотидов к свободному 3'-концу).

Как уже было сказано выше, у подавляющего большинства живых организмов ДНК состоит не из одной, а из двух полинуклеотидных цепей. Эти две длинные цепи закручены одна вокруг другой в виде двойной спирали, стабилизированной водородными связями, образующимися между обращёнными друг к другу азотистыми основаниями входящих в неё цепей. В природе эта спираль, чаще всего, правозакрученная. Направления от 3'-конца к 5'-концу в двух цепях, из которых состоит молекула ДНК, противоположны (цепи «антипараллельны» друг другу).

Ширина двойной спирали составляет от 22 до 24 Å, или 2,2—2,4 нм, длина каждого нуклеотида 3,3 Å (0,33 нм)[23]. Подобно тому, как в винтовой лестнице сбоку можно увидеть ступеньки, на двойной спирали ДНК в промежутках между фосфатным остовом молекулы можно видеть рёбра оснований, кольца которых расположены в плоскости, перпендикулярной по отношению к продольной оси макромолекулы.

В двойной спирали различают малую (12 Å) и большую (22 Å) бороздки[24]. Белки, например, факторы транскрипции, которые присоединяются к определённым последовательностям в двухцепочечной ДНК, обычно взаимодействуют с краями оснований в большой бороздке, где те более доступны[25].

Образование связей между основаниями[править | править код]

Каждое основание на одной из цепей связывается с одним определённым основанием на второй цепи. Такое специфическое связывание называется комплементарным. Пурины комплементарны пиримидинам (то есть способны к образованию водородных связей с ними): аденин образует связи только с тимином, а цитозин — с гуанином. В двойной спирали цепочки также связаны с помощью гидрофобных взаимодействий и стэкинга, которые не зависят от последовательности оснований ДНК[26].

Комплементарность двойной спирали означает, что информация, содержащаяся в одной цепи, содержится и в другой цепи. Обратимость и специфичность взаимодействий между комплементарными парами оснований важна для репликации ДНК и всех остальных функций ДНК в живых организмах.

Так как водородные связи нековалентны, они легко разрываются и восстанавливаются. Цепочки двойной спирали могут расходиться как замок-молния под действием ферментов (хеликазы) или при высокой температуре[27]. Разные пары оснований образуют разное количество водородных связей. АТ связаны двумя, ГЦ — тремя водородными связями, поэтому на разрыв ГЦ требуется больше энергии. Процент ГЦ-пар и длина молекулы ДНК определяют количество энергии, необходимой для диссоциации цепей: длинные молекулы ДНК с большим содержанием ГЦ более тугоплавки[28].

Части молекул ДНК, которые из-за их функций должны быть легко разделяемы, например, ТАТА последовательность в бактериальных промоторах, обычно содержат большое количество А и Т.

Химические модификации азотистых оснований[править | править код]

Структура цитозина, 5-метилцитозина и тимина. Тимин может возникать путём деаминирования 5-метилцитозина

Азотистые основания в составе ДНК могут быть ковалентно модифицированы, что используется при регуляции экспрессии генов. Например, в клетках позвоночных метилирование цитозина с образованием 5-метилцитозина используется соматическими клетками для передачи профиля генной экспрессии дочерним клеткам. Метилирование цитозина не влияет на спаривание оснований в двойной спирали ДНК. У позвоночных метилирование ДНК в соматических клетках ограничивается метилированием цитозина в последовательности ЦГ[29]. Средний уровень метилирования отличается у разных организмов, так, у нематоды Caenorhabditis elegans метилирование цитозина не наблюдается, а у позвоночных обнаружен высокий уровень метилирования — до 1 %[30]. Другие модификации оснований включают метилирование аденина у бактерий и гликозилирование урацила с образованием «J-основания» в кинетопластах[31].

Метилирование цитозина с образованием 5-метилцитозина в промоторной части гена коррелирует с его неактивным состоянием[32]. Метилирование цитозина важно также для инактивации Х-хромосомы у млекопитающих[33]. Метилирование ДНК используется в геномном импринтинге[34]. Значительные нарушения профиля метилирования ДНК происходят при канцерогенезе[35].

Несмотря на биологическую роль, 5-метилцитозин может спонтанно утрачивать аминную группу (деаминироваться), превращаясь в тимин, поэтому метилированные цитозины являются источником повышенного числа мутаций[36].

Повреждения ДНК[править | править код]

Интеркалированное химическое соединение, которое находится в середине спирали — бензопирен, основной мутаген табачного дыма[37]

ДНК может повреждаться разнообразными мутагенами, к которым относятся окисляющие и алкилирующие вещества, а также высокоэнергетическая электромагнитная радиация — ультрафиолетовое и рентгеновское излучение. Тип повреждения ДНК зависит от типа мутагена. Например, ультрафиолет повреждает ДНК путём образования в ней димеров тимина, которые возникают при образовании ковалентных связей между соседними основаниями[38].

Оксиданты, такие как свободные радикалы или пероксид водорода, приводят к нескольким типам повреждения ДНК, включая модификации оснований, в особенности гуанозина, а также двухцепочечные разрывы в ДНК[39]. По некоторым оценкам, в каждой клетке человека окисляющими соединениями ежедневно повреждается порядка 500 оснований[40][41]. Среди разных типов повреждений наиболее опасные — это двухцепочечные разрывы, потому что они трудно репарируются и могут привести к потерям участков хромосом (делециям) и транслокациям.

Многие молекулы мутагенов вставляются (интеркалируют) между двумя соседними парами оснований. Большинство этих соединений, например: бромистый этидий, даунорубицин, доксорубицин и талидомид, имеет ароматическую структуру. Для того чтобы интеркалирующее соединение могло поместиться между основаниями, они должны разойтись, расплетая и нарушая структуру двойной спирали. Эти изменения в структуре ДНК мешают транскрипции и репликации, вызывая мутации. Поэтому интеркалирующие соединения часто являются канцерогенами, наиболее известные из которых — бензопирен, акридины, афлатоксин и бромистый этидий[42][43][44]. Несмотря на эти негативные свойства, в силу их способности подавлять транскрипцию и репликацию ДНК, интеркалирующие соединения используются в химиотерапии для подавления быстро растущих клеток рака[45].

Некоторые вещества (цисплатин[46], митомицин C[47], псорален[48]) образуют поперечные сшивки между нитями ДНК и подавляют синтез ДНК, благодаря чему используются в химиотерапии некоторых видов рака (см. Химиотерапия злокачественных новообразований).

Суперскрученность[править | править код]

Если взяться за концы верёвки и начать скручивать их в разные стороны, она становится короче и на верёвке образуются «супервитки». Так же может быть суперскручена и ДНК. В обычном состоянии цепочка ДНК делает один оборот на каждые 10,459 основания, но в суперскрученном состоянии спираль может быть свёрнута туже или расплетена[49]. Выделяют два типа суперскручивания: положительное — в направлении нормальных витков, при котором основания расположены ближе друг к другу; и отрицательное — в противоположном направлении. В природе молекулы ДНК обычно находятся в отрицательном суперскручивании, которое вносится ферментами — топоизомеразами[50]. Эти ферменты удаляют дополнительное скручивание, возникающее в ДНК в результате транскрипции и репликации[51].

Структура теломер. Зелёным цветом показан ион металла, хелатированный в центре структуры[52]

Структуры на концах хромосом[править | править код]

На концах линейных хромосом находятся специализированные структуры ДНК, называемые теломерами. Основная функция этих участков — поддержание целостности концов хромосом[53]. Теломеры также защищают концы ДНК от деградации экзонуклеазами и предотвращают активацию системы репарации[54]. Поскольку обычные ДНК-полимеразы не могут реплицировать 3' концы хромосом, это делает специальный фермент — теломераза.

В клетках человека теломеры часто представлены одноцепочечной ДНК и состоят из нескольких тысяч повторяющихся единиц последовательности ТТАГГГ[55]. Эти последовательности с высоким содержанием гуанина стабилизируют концы хромосом, формируя очень необычные структуры, называемые G-квадруплексами и состоящие из четырёх, а не двух взаимодействующих оснований. Четыре гуаниновых основания, все атомы которых находятся в одной плоскости, образуют пластинку, стабилизированную водородными связями между основаниями и хелатированием в центре неё иона металла (чаще всего калия). Эти пластинки располагаются стопкой друг над другом[56].

На концах хромосом могут образовываться и другие структуры: основания могут быть расположены в одной цепочке или в разных параллельных цепочках. Кроме этих «стопочных» структур теломеры формируют большие петлеобразные структуры, называемые Т-петли или теломерные петли. В них одноцепочечная ДНК располагается в виде широкого кольца, стабилизированного теломерными белками[57]. В конце Т-петли одноцепочечная теломерная ДНК присоединяется к двухцепочечной ДНК, нарушая спаривание цепочек в этой молекуле и образуя связи с одной из цепей. Это трёхцепочечное образование называется Д-петля (от англ. displacement loop)[56].

ДНК является носителем генетической информации, записанной в виде последовательности нуклеотидов с помощью генетического кода. С молекулами ДНК связаны два основополагающих свойства живых организмов — наследственность и изменчивость. В ходе процесса, называемого репликацией ДНК, образуются две копии исходной цепочки, наследуемые дочерними клетками при делении, отсюда следует, что образовавшиеся клетки оказываются генетически идентичны исходной.

Генетическая информация реализуется при экспрессии генов в процессах транскрипции (синтеза молекул РНК на матрице ДНК) и трансляции (синтеза белков на матрице РНК).

Последовательность нуклеотидов «кодирует» информацию о различных типах РНК: информационных, или матричных (мРНК), рибосомальных (рРНК) и транспортных (тРНК). Все эти типы РНК синтезируются на основе ДНК в процессе транскрипции. Роль их в биосинтезе белков (процессе трансляции) различна. Информационная РНК содержит информацию о последовательности аминокислот в белке, рибосомальные РНК служат основой для рибосом (сложных нуклеопротеиновых комплексов, основная функция которых — сборка белка из отдельных аминокислот на основе иРНК), транспортные РНК доставляют аминокислоты к месту сборки белков — в активный центр рибосомы, «ползущей» по иРНК.

Структура генома[править | править код]

ДНК генома бактериофага: фотография под просвечивающим электронным микроскопом

Большинство природных ДНК имеет двухцепочечную структуру, линейную (эукариоты, некоторые вирусы и отдельные роды бактерий) или кольцевую (прокариоты, хлоропласты и митохондрии). Линейную одноцепочечную ДНК содержат некоторые вирусы и бактериофаги. Молекулы ДНК находятся in vivo в плотно упакованном, конденсированном состоянии[58]. В клетках эукариот ДНК располагается главным образом в ядре и на стадии профазы, метафазы или анафазы митоза доступны для наблюдения с помощью светового микроскопа в виде набора хромосом. Бактериальная (прокариоты) ДНК обычно представлена одной кольцевой молекулой ДНК, расположенной в неправильной формы образовании в цитоплазме, называемым нуклеоидом[59]. Генетическая информация генома состоит из генов. Ген — единица передачи наследственной информации и участок ДНК, который влияет на определённую характеристику организма. Ген содержит открытую рамку считывания, которая транскрибируется, а также регуляторные последовательности (англ.)русск., например промотор и энхансер, которые контролируют экспрессию открытых рамок считывания.

У многих видов только малая часть общей последовательности генома кодирует белки. Так, только около 1,5 % генома человека состоит из кодирующих белок экзонов, а больше 50 % ДНК человека состоит из некодирующих повторяющихся последовательностей ДНК[60]. Причины наличия такого большого количества некодирующей ДНК в эукариотических геномах и огромная разница в размерах геномов (С-значение) — одна из неразрешённых научных загадок[61]; исследования в этой области также указывают на большое количество фрагментов реликтовых вирусов в этой части ДНК.

Последовательности генома, не кодирующие белок[править | править код]

В настоящее время накапливается всё больше данных, противоречащих идее о некодирующих последовательностях как «мусорной ДНК» (англ. junk DNA). Теломеры и центромеры содержат малое число генов, но они важны для функционирования и стабильности хромосом[54][62]. Часто встречающаяся форма некодирующих последовательностей человека — псевдогены, копии генов, инактивированные в результате мутаций[63]. Эти последовательности нечто вроде молекулярных ископаемых, хотя иногда они могут служить исходным материалом для дупликации и последующей дивергенции генов[64]. Другой источник разнообразия белков в организме — это использование интронов в качестве «линий разреза и склеивания» в альтернативном сплайсинге[65]. Наконец, не кодирующие белок последовательности могут кодировать вспомогательные клеточные РНК, например мяРНК[66]. Недавнее исследование транскрипции генома человека показало, что 10 % генома даёт начало полиаденилированным РНК[67], а исследование генома мыши показало, что 62 % его транскрибируется[68].

Транскрипция и трансляция[править | править код]

Генетическая информация, закодированная в ДНК, должна быть прочитана и в конечном итоге выражена в синтезе различных биополимеров, из которых состоят клетки. Последовательность оснований в цепочке ДНК напрямую определяет последовательность оснований в РНК, на которую она «переписывается» в процессе, называемом транскрипцией. В случае мРНК эта последовательность определяет аминокислоты белка. Соотношение между нуклеотидной последовательностью мРНК и аминокислотной последовательностью определяется правилами трансляции, которые называются генетическим кодом. Генетический код состоит из трёхбуквенных «слов», называемых кодонами, состоящих из трёх нуклеотидов (то есть ACT, CAG, TTT и т. п.). Во время транскрипции нуклеотиды гена копируются на синтезируемую РНК РНК-полимеразой. Эта копия в случае мРНК декодируется рибосомой, которая «читает» последовательность мРНК, осуществляя спаривание матричной РНК с транспортными РНК, которые присоединены к аминокислотам. Поскольку в трёхбуквенных комбинациях используются 4 основания, всего возможны 64 кодона (4³ комбинации). Кодоны кодируют 20 стандартных аминокислот, каждой из которых соответствует в большинстве случаев более одного кодона. Один из трёх кодонов, которые располагаются в конце мРНК, не означает аминокислоту и определяет конец белка, это «стоп» или «нонсенс» кодоны — TAA, TGA, TAG.

Репликация[править | править код]

Деление клеток необходимо для размножения одноклеточного и роста многоклеточного организма, но до деления клетка должна удвоить геном, чтобы дочерние клетки содержали ту же генетическую информацию, что и исходная клетка. Из нескольких теоретически возможных механизмов удвоения (репликации) ДНК реализуется полуконсервативный. Две цепочки разделяются, а затем каждая недостающая комплементарная последовательность ДНК воспроизводится ферментом ДНК-полимеразой. Этот фермент синтезирует полинуклеотидную цепь, находя правильный нуклеотид через комплементарное спаривание оснований и присоединяя его к растущей цепочке. ДНК-полимераза не может начинать новую цепь, а может лишь наращивать уже существующую, поэтому она нуждается в короткой цепочке нуклеотидов — (праймере), синтезируемом праймазой. Так как ДНК-полимеразы могут синтезировать цепочку только в направлении 5' --> 3', антипараллельные цепи ДНК копируются по-разному: одна цепь синтезируется непрерывно, а вторая прерывчато[69].

Все функции ДНК зависят от её взаимодействия с белками. Взаимодействия могут быть неспецифическими, когда белок присоединяется к любой молекуле ДНК, или зависеть от наличия особой последовательности. Ферменты также могут взаимодействовать с ДНК, из них наиболее важные — это РНК-полимеразы, которые копируют последовательность оснований ДНК на РНК в транскрипции или при синтезе новой цепи ДНК — репликации.

Структурные и регуляторные белки[править | править код]

Хорошо изученными примерами взаимодействия белков и ДНК, не зависящего от нуклеотидной последовательности ДНК, является взаимодействие со структурными белками. В клетке ДНК связана с этими белками, образуя компактную структуру, которая называется хроматин. У эукариот хроматин образован при присоединении к ДНК небольших щелочных белков — гистонов, менее упорядоченный хроматин прокариот содержит гистон-подобные белки[70][71]. Гистоны формируют дискообразную белковую структуру — нуклеосому, вокруг каждой из которых вмещается два оборота спирали ДНК. Неспецифические связи между гистонами и ДНК образуются за счёт ионных связей щелочных аминокислот гистонов и кислотных остатков сахарофосфатного остова ДНК[72]. Химические модификации этих аминокислот включают метилирование, фосфорилирование и ацетилирование[73]. Эти химические модификации изменяют силу взаимодействия между ДНК и гистонами, влияя на доступность специфических последовательностей для факторов транскрипции и изменяя скорость транскрипции[74]. Другие белки в составе хроматина, которые присоединяются к неспецифическим последовательностям — белки с высокой подвижностью в гелях, которые ассоциируют большей частью с согнутой ДНК[75]. Эти белки важны для образования в хроматине структур более высокого порядка[76].

Особая группа белков, присоединяющихся к ДНК — это белки, которые ассоциируют с одноцепочечной ДНК. Наиболее хорошо охарактеризованный белок этой группы у человека — репликационный белок А, без которого невозможно протекание большинства процессов, где расплетается двойная спираль, включая репликацию, рекомбинацию и репарацию. Белки этой группы стабилизируют одноцепочечную ДНК и предотвращают формирование стеблей-петель или деградации нуклеазами[77].

В то же время другие белки узнают и присоединяются к специфическим последовательностям. Наиболее изученная группа таких белков — различные классы факторов транскрипции, то есть белки, регулирующие транскрипцию. Каждый из этих белков узнаёт свою последовательность, часто в промоторе, и активирует или подавляет транскрипцию гена. Это происходит при ассоциации факторов транскрипции с РНК-полимеразой либо напрямую, либо через белки-посредники. Полимераза ассоциирует сначала с белками, а потом начинает транскрипцию[78]. В других случаях факторы транскрипции могут присоединяться к ферментам, которые модифицируют находящиеся на промоторах гистоны, что изменяет доступность ДНК для полимераз[79].

Так как специфические последовательности встречаются во многих местах генома, изменения в активности одного типа фактора транскрипции могут изменить активность тысяч генов[80]. Соответственно, эти белки часто регулируются в процессах ответа на изменения в окружающей среде, развития организма и дифференцировки клеток. Специфичность взаимодействия факторов транскрипции с ДНК обеспечивается многочисленными контактами между аминокислотами и основаниями ДНК, что позволяет им «читать» последовательность ДНК. Большинство контактов с основаниями происходит в главной бороздке, где основания более доступны[25].

Ферменты, модифицирующие ДНК[править | править код]

Топоизомеразы и хе

ru.wikipedia.org

Урацил — Большая советская энциклопедия

Ураци́л

2,6-диоксипиримидин, органическое вещество из группы пиримидиновых оснований (См. Пиримидиновые основания). Белый порошок или иглоподобные кристаллы, растворимые в горячей воде; молярная масса 112.

Обладает амфотерными (и кислотными, и основными) свойствами, способен к таутомерии (См. Таутомерия). Впервые обнаружен в 1900 в продуктах расщепления дрожжевых нуклеиновых кислот. Присутствует во всех живых клетках, входя в состав многих нуклеотидов (См. Нуклеотиды) и рибонуклеиновых кислот (См. Рибонуклеиновые кислоты).

Урацил. Таутомерные формы урацила.

Источник: Большая советская энциклопедия на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. УРАЦИЛ — УРАЦИЛ, одно из четырех оснований в НУКЛЕОТИДАХ, которые составляют РНК (рибонуклеиновую кислоту). Производная ПИРИМИДИНА, урацил считается главным отличием между РНК и ДНК: в ДНК урацил заменяется тимином. Научно-технический словарь
  2. урацил — орф. доб. урацил, -а Орфографический словарь Лопатина
  3. урацил — УРАЦИЛ — азотистое основание, производное пиримидина. У. входит в состав нуклеотидов РИК, комплементарным к У. основанием является аденин. Ботаника. Словарь терминов
  4. урацил — 2, 4-диоксипиримидин, пиримидиновое основание. Присутствует во всех живых клетках в составе РНК. Нуклеотиды У. играют важную роль в обмене углеводов: уридиндифосфат — переносчик остатков сахаров в реакциях взаимопревращений моносахаридов... Биологический энциклопедический словарь
  5. урацил — сущ., кол-во синонимов: 1 основание 85 Словарь синонимов русского языка
  6. Урацил — Пирамидиновое основание, входящее в состав рибонуклеиновых кислот. Медицинская энциклопедия
  7. УРАЦИЛ — УРАЦИЛ — пиримидиновое основание. Содержится во всех живых организмах в составе уридиловых нуклеотидов, рибонуклеиновых кислот (РНК). Одна из 4 букв генетического кода (в ДНК вместо урацила — тимин). Большой энциклопедический словарь
  8. Урацил — метилурацил — см. Уреиды Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
  9. урацил — УРАЦИЛ, см. пиримидиновые основания. Химическая энциклопедия

gufo.me

Урацил : Словарь : Все про гены!

     Урацил - это распространенное, естественное пиримидиновое основание.Впервые оно было выделено в 1900 году, путем гидролиза нуклеиновых кислот выделенных из дрожжей. Урацил также был найден в бычьем тимусе и селезенке, сперме селедки и зародышах пшеницы.     Свойства 
     Урацил - это одно из азотных оснований, из которых состоят нуклеиновые кислоты. Он находится в РНК и вместе с аденином образует пару оснований с помощью водородных связей. Во время транскрипции ДНК урацил заменяется тимином (который образуется во время метилирования урацила). Эта замена производится для того, чтобы защитить ДНК и повысить эффективность репликации ДНК. Урацил может образовать пару с любым основанием, все зависит от того, как расположены молекулы на спирали. Однако, легче всего связь образуется с аденином, ведь его метильная группа находится в фиксированном положении. Урацил комплементарно связывается с аденином, образуя две водородные связи . Урацил может также связываться с рибозой, образуя рибонуклеозид уридин. 


     Использование
 

  Урацил или его производные могут использоваться как для транспортировки лекарств, так и в качестве лекарственного средства. В результате реакции взаимодействия фтора с урацилом образуется 5-фторурацил. 5-фторурацил - это противоопухолевый препарат (из группы антиметаболитов), имитирующий урацил или в отдельных случаях тимин в процессе репликации нуклеиновых кислот, так как 5-фторурацил похож на урацил по форме, но химическое воздействие этих веществ - разное. Препарат подавляет ферменты, которые задействованы в процессе репликации РНК, тем самым, замедляя синтез РНК и останавливая развитие раковых клеток. 
 

     В организме человека урацил используется для синтеза многих ферментов, необходимых для нормального функционирования клеток. Кроме того, урацил является аллостеричным регулятором и коферментом для осуществления различных реакций в организме человека, животных и растений. UМP (уридинмонофосфат, УМФ) регулирует активность карбамоил фосфат синтазы и аспартат транскабамоилазы у растений, а также УГФ (уридиндифосфат) и УТФ (уридинтрифосфат) регулируют другие ферменты у животных. УДФ, который соединяется с глюкозой регулирует конверсию глюкозы в галактозу в печени и других тканях в процессе углеводного обмена. Урацил также участвует в биосинтезе полисахаридов и «транспортировке» сахаров, которые содержат альдегиды или альдегидные группы. 

     Кроме того, урацил повышает риск заболевания раком в том случае, если в организме наблюдается сильный дефицит фолиевой кислоты. Дефицит фолиевой кислоты приводит к росту соотношения деоксиурацилмонофосфататов и деокситиминмонофосфатов и использования урацила для синтеза ДНК, котрый замедляет его синтез. 

vse-pro-geny.ru

Комплементарность - это... Что такое Комплементарность?


Комплементарность
        в молекулярной биологии, взаимное соответствие, обеспечивающее связь дополняющих друг друга структур (макромолекул, молекул, радикалов) и определяемое их химическими свойствами. К. возможна, «если поверхности молекул имеют комплементарные структуры, так что выступающая группа (или положительный заряд) на одной поверхности соответствуют полости (или отрицательному заряду) на другой. Иными словами, взаимодействующие молекулы должны подходить друг к другу, как ключ к замку» (Дж. Уотсон). К. цепей нуклеиновых кислот (См. Нуклеиновые кислоты) основана на взаимодействии входящих в их состав азотистых оснований. Так, только при расположении аденина (А) в одной цепи против тимина (Т) (или урацила — У) в другой, а гуанина (Г) — против цитозина (Ц), в этих цепях между основаниями возникают водородные связи (См. Водородная связь). К. — по-видимому, единственный и универсальный химический механизм матричного хранения и передачи генетической информации (См. Генетическая информация). (См. также Белки, Дезоксирибонуклеиновая кислота, Репликация, Транскрипция.) Другой пример К. — взаимодействие фермента с соответствующим субстратом. В иммунологии говорят о К. антигена (См. Антигены) и соответствующих ему антител (См. Антитела). В биологической литературе термин «К.» иногда употребляют в значении, близком к понятию Комплементация.

        

         Лит.: Уотсон Дж., Молекулярная биология гена, пер. с англ., М., 1967.

         В. Н. Сойфер.

        

        Участок молекулы ДНК: внизу две комплементарные нити образуют двойную цепь вверху цепь разошлась и на каждой нити достраивается новая комплементарная ей. А — аденин, Г — гуанин, Т — тимин, Ц — цитозин.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Синонимы:
  • Комплемент
  • Комплементация

Смотреть что такое "Комплементарность" в других словарях:

  • комплементарность — соответствие, взаимодополняемость, взаимосоответствие Словарь русских синонимов. комплементарность сущ., кол во синонимов: 3 • взаимодополняемость (2) …   Словарь синонимов

  • КОМПЛЕМЕНТАРНОСТЬ — в биохимии взаимное соответствие в химическом строении двух макромолекул, обеспечивающее их взаимодействие спаривание двух нитей ДНК, соединение фермента с субстратом, антигена с антителом. Комплементарные структуры подходят друг к другу как ключ …   Большой Энциклопедический словарь

  • КОМПЛЕМЕНТАРНОСТЬ — пространственная взаимодополняемость (взаимное соответствие) поверхностей взаимодействующих молекул или их частей, приводящая, как правило, к образованию вторичных (Ван дер Ваальсовых, водородных, ионных) связей между ними. Уникальность и… …   Биологический энциклопедический словарь

  • Комплементарность — явление, при к ром в 2 молекулах имеются дополнительные (зеркальные) по строению и зарядам участки. В результате К. 2 молекулы могут приблизиться друг к другу на такое расстояние, при к ром в результате действия электростатических и ван дер… …   Словарь микробиологии

  • комплементарность — – явление высокоизбирательного связывания биомолекул и биоструктур за счет специфических и универсальных взаимодействий, а также высокого стереохимического сродства …   Краткий словарь биохимических терминов

  • Комплементарность — * камплементарнасць * complementarity свойство нуклеотидов образовывать парные комплексы при взаимодействии цепей нуклеиновых кислот; в соответствии с правилами комплементарности оснований при формировании таких комплексов образуется двойная… …   Генетика. Энциклопедический словарь

  • Комплементарность — Сюда перенаправляется запрос «комплиментарность». На эту тему нужна отдельная статья. Комплементарность: Комплементарность в химии, молекулярной биологии и генетике  взаимное соответствие молекул биополимеров или их фрагментов,… …   Википедия

  • комплементарность — (биохим.), взаимное соответствие в химическом строении двух макромолекул, обеспечивающее их взаимодействие  спаривание двух нитей ДНК, соединение фермента с субстратом, антигена с антителом. Комплементарные структуры подходят друг к другу как… …   Энциклопедический словарь

  • Комплементарность — (от лат. complementum дополнение) пространственная взаимодополняемость молекул или их частей, приводящая к образованию водородных связей. Особую роль комплементарность играет в молекулах нуклеиновых кислот ДНК, где две полинуклеотидные цепи в… …   Начала современного естествознания

  • Комплементарность —    (от лат. completus полный) соответствие, составление с чем то другим некого нового объекта, имеющего новые свойства (например, для некоторых схем нужны два транзистора с определенным образом согласованными параметрами комплементарная пара ):… …   Мир Лема - словарь и путеводитель

  • КомплЕментарность — (дополнительность, взаимодополняемость) имманентное понятие, имеющее смысл в границах единого социокультурного пространства (цивилизации). «Противоположности не исключают, а дополняют друг друга» (Нильс Бор). КомплЕментарность есть частный случай …   Геоэкономический словарь-справочник


dic.academic.ru

Основания комплементарные - это... Что такое Основания комплементарные?


Основания комплементарные

Основания комплементарные * асновы камплементарныя * complementary bases — пары оснований (пурины и пиримидины), связывающиеся водородными связями в двухцепочечную молекулу нуклеиновой кислоты. Гуанин комплементарен цитозину, а аденин — тимину.

Генетика. Энциклопедический словарь. - Минск: Белорусская наука. Картель Н. А., Макеева Е. Н., Мезенко А. М.. 2011.

  • Основания видозмененные
  • Основное число хромосом

Смотреть что такое "Основания комплементарные" в других словарях:

  • Виртуальная ПЦР — Виртуальная полимеразная цепная реакция (in silico ПЦР, цифровая ПЦР, электронная ПЦР, е ПЦР)  математический метод компьютерного анализа теоретической полимеразной цепной реакции, используя список последовательностей праймеров (или проб)… …   Википедия

  • ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ — ДНК, нуклеиновые к ты, содержащие в качестве углеводного компонента дезоксирибозу, а в качестве азотистых оснований аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц), тимин (Т). Присутствуют в клетках любого организма, а также входят в состав мн. вирусов.… …   Биологический энциклопедический словарь

  • рибонуклеиновые кислоты — (РНК), высокомолекулярные органические соединения, тип нуклеиновых кислот. Образованы нуклеотидами, в которые входят аденин, гуанин, цитозин и урацил и сахар рибоза (в ДНК вместо урацила  тимин, вместо рибозы  дезоксирибоза). В клетках всех живых …   Энциклопедический словарь

  • ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ — (ДНК), высокополимерные природные соединения, содержащиеся в ядрах клеток живых организмов; вместе с белками гистонами (см. ГИСТОНЫ)образуют вещество хромосом. ДНК носитель генетической информации, ее отдельные участки соответствуют определенным… …   Энциклопедический словарь

  • ДНК-маркер — Рис.1 Электрофорез ПЦР продуктов в агарозном геле и окрашенных бромистым этидием, полученных методом IRAP амплификации. Левая дорожка  ДНК известной длины (от 900 до 3000 пар нуклеотидов) …   Википедия

  • Полимер — (Polymer) Определение полимера, виды полимеризации, синтетические полимеры Информация об определении полимера, виды полимеризации, синтетические полимеры Содержание Содержание Определение Историческая справка Наука о Полимеризация Виды… …   Энциклопедия инвестора

  • Нуклеи́новые кисло́ты — дезоксирибонуклеиновые и рибонуклеиновые кислоты, универсальные компоненты всех живых организмов, ответственные за хранение, передачу и воспроизведение (реализацию) генетической информации. На два типа все Н. к. делят по углеводному компоненту… …   Медицинская энциклопедия

  • Словарь генетических терминов — # А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы …   Википедия

  • Стохастическая контекстно-свободная грамматика — Связать? …   Википедия

  • Нуклеиновая кислота — (от лат. nucleus  ядро)  высокомолекулярное органическое соединение, биополимер (полинуклеотид), образованный остатками нуклеотидов. Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие… …   Википедия

genetics_dictionary.academic.ru

Комплементарность (молекулярная биология) - Complementarity (molecular biology)

Совпадите между двумя основаниями ДНК (гуанина и цитозина), показывающие водородные связи (пунктирные линии), проведение их вместе Совпадите между двумя основаниями ДНК (аденин и тимин), показывающие водородные связи (пунктирные линии), проведение их вместе

В молекулярной биологии , комплементарность описывает взаимосвязь между двумя структурами каждого следующих принципом блокировки и-ключом. В природе комплементарности является базовым принципом репликации ДНК и транскрипции , как это свойство разделяется между двумя последовательностями ДНК или РНК , например , что , когда они выровнены антипараллельны друг к другу, нуклеотидные основы в каждом положении в последовательности будет дополняют друг друга , значительно как смотреть в зеркало и видеть оборотную вещей. Этот дополнительный спариванию позволяет клеткам копировать информацию из одного поколения к другому , и даже найти и исправить повреждение к информации , хранящейся в последовательностях.

Степень комплементарности между двумя нуклеиновыми кислотами нитей может варьироваться в зависимости от полной комплементарности (каждый нуклеотид поперек от его противоположности) к никакому комплементарности (каждый нуклеотид не поперек от его противоположности) и определяет стабильность последовательностей , чтобы быть вместе. Кроме того, различные функции , репарация ДНК, а также регулирующие функции основаны на базовую пару комплементарности. В области биотехнологии, принцип комплементарности пар оснований позволяет генерировать гибриды ДНК между РНК и ДНК, а также открывает дверь в современных инструментов , таких как библиотеки кДНК . Хотя большинство комплементарность рассматривается между двумя отдельными строками ДНК или РНК, это также возможно для последовательности , чтобы иметь внутреннюю комплементарность , что приводит к последовательности связывания к себе в сложенной конфигурации.

ДНК и РНК пар оснований комплементарность

Комплементарность между двумя антипараллельными нитями ДНК. Верхняя нить идет слева направо , а нижняя нить идет от справа налево выравнивая их. Слева: в нуклеотидных пар оснований , которые могут образовывать в двухцепочечной ДНК . Между А и Т есть два водородных связей, в то время как существуют три между С и G. Справа: два комплементарных нитей ДНК.

Комплементарность достигается за счет различных взаимодействий между нуклеотидных : аденина , тимина ( урацил в РНК ), гуанина и цитозина . Аденин и гуанин являются пуринами , в то время как тимин, цитозин и урацил являются пиримидины . Пуринов больше , чем пиримидинов. Оба типа молекул дополняет друг друг и может лишь пара оснований с противостоящим типом нуклеиновых. В нуклеиновой кислоты, нуклеиновые удерживаются вместе с помощью водородной св зи , который работает эффективно только между аденина и тимина , а также между гуанина и цитозина. Базовые дополнение А = Т разделяет два водородных связей, в то время как пар оснований G≡C имеют три водородные связи. Все другие конфигурации между нуклеотидных будет препятствовать образованию двойной спирали. Нити ДНК ориентированы в противоположных направлениях, они называются антипараллельно .

Комплементарной цепи ДНК или РНК может быть построена на основе нуклеотидных комплементарности. Каждая пара оснований, А = Т по сравнению с G≡C, занимает примерно такое же пространство, что позволяет витой ДНК образования двойной спирали без каких-либо пространственных искажений. Водородные связи между нуклеотидных также стабилизирует двойную спираль ДНК.

Комплементарность нитей ДНК в двойной спирали позволяет использовать одну нить в качестве шаблона для построения других. Этот принцип играет важную роль в репликации ДНК , устанавливая основы наследственности , объясняя , как генетическая информация может быть передана следующему поколению. Комплементарность также используется в транскрипции ДНК , который генерирует цепь РНК из ДНК - матрицы.

Репарации ДНК механизмы , такие как корректуры являются взаимодополняемость на основе и позволяют для коррекции ошибок при репликации ДНК путем удаления несоответствующих нуклеотидные.

Нуклеиновые кислоты пряди могут также образовывать гибриды , в которых одноцепочечной ДНК может легко отжечь с комплементарной ДНК или РНК. Этот принцип является основой часто выполняемых лабораторных методик , таких как полимеразная цепная реакция , ПЦР.

Две нити комплементарной последовательности называется смыслом и анти-смыслом . Смысловой нити, вообще говоря , транскрибированная последовательность ДНК или РНК , который был сгенерирован в транскрипции. В то время как анти-смысловой цепь представляет собой цепь , которая является комплементарной последовательностью смысловой.

Self-взаимодополняемость и петля шпильки

Последовательность РНК, которая имеет внутреннюю комплементарность, что приводит к его складывания в шпильке

Само-комплементарность относится к тому факту, что последовательность ДНК или РНК может сложить обратно на себя, создавая двухцепочечную структуру. В зависимости от того, насколько близко друг к другу части последовательности является то, что сами себя дополняют друг друга, нить может образовывать петли шпильки, перекрестков, выпуклостей или внутренние петли. РНК более склонны к образованию такого рода структур за счет связывания пары оснований не видели в ДНК, такие как гуанин связывания с урацила.

Последовательность РНК, показывающая Шпильки (крайний справа и далеко вверху слева) и внутренние петли (нижняя левая структура)

распорядительные функции

Комплементарность можно найти между короткими участками нуклеиновых кислот и кодирующей области или транскрипции гена, и приводит к спариванию оснований. Эти короткие последовательности нуклеиновых кислот, которые обычно встречаются в природе и имеют регулирующие функции, такие как ген глушители.

Антисмысловые транскрипты

Антисмысловые транскрипты участки мРНК , не кодирующей, комплементарные кодирующей последовательности. Геномные широкие исследования показали , что РНК антисмысловые транскрипты происходят обычно в природе. Они , как правило , полагают, повышают потенциал кодирования генетического кода и добавить общий уровень сложности регуляции генов. До сих пор, известно , что 40% человеческого генома транскрибируется в обоих направлениях, подчеркивая потенциальное значение обратной транскрипции. Было высказано предположение , что дополнительные области между смысловыми и антисмысловыми транскриптами позволили бы генерацию двойных одноцепочечных РНК гибридов, которые могут играть важную роль в регуляции генов. Например, гипоксия-индуцированный фактор мРНК 1α и бета-секретазов мРНК транскрибируются двунаправленным, и это было показано , что антисмысловой транскрипт выступает в качестве стабилизатора к сценарию смысла.

микроРНК и миРНК

Формирование и функционирование микроРНК в ячейке

микроРНК , микроРНК, короткие РНК - последовательность, комплементарные к областям транскрибируемого гена и имеют регулирующие функции. Современные исследования показывают , что циркулирующий микроРНК могут быть использованы в качестве новых биомаркеров, следовательно , показывают многообещающий доказательства , которые будут использоваться в диагностике заболеваний. МикроРНК образованы из более длинных последовательностей РНК, которые разрезаются свободный от фермента Dicer из последовательности РНК, которая из гена регулятора. Эти короткие нити связываются с комплексом RISC . Они совпадают с последовательностями в передней области гена транскрибируется в связи с их комплементарности действовать как глушитель для гена в трех направлениях. Одним из них является путем предотвращения рибосомы от связывания и инициирования перевода. Два является ухудшая мРНК , что комплекс , связанный с. И три является обеспечение последовательности новой двухцепочечной РНК (дцРНК) , что Dicer может воздействовать на создание более микроРНК , чтобы найти и деградируют больше копий гена. Малые интерферирующие РНК (киРНК) аналогичны по функциям микроРНК; они приходят из других источников РНК, но служат той же цели , к микроРНК. С учетом их малая длиной, правила комплементарности означает , что они могут быть очень разборчивыми в своих целях выбора. Принимая во внимание , что есть четыре варианта для каждой базы в цепи и 20 б.п. - длина 22BP для миль / миРНК, что приводит к более чем 7012100000000000000 ♠1 × 10 12 возможных комбинаций . Учитывая , что геном человека составляет ~ 3,1 млрд оснований в длину, это означает , что каждый микроРНК должен найти только один раз в матче всего генома человека случайно.

Поцелуи заколок

Целующиеся шпилек образуются , когда одна цепь нуклеиновой кислоты дополняет с собой создание петли РНК в виде шпильки. Когда два шпилек вступают в контакт друг с другом в естественных условиях , комплементарные основания двух нитей образуют и начинают разматывать шпилек до двухцепочечной РНК (дцРНК) комплекс не образуется или комплекс раскручивается обратно в двух отдельных нитей из - за несовпадения в шпильках. Вторичная структура шпильки перед целованием позволяет обеспечить стабильную структуру с относительно фиксированного изменения энергии. Цель этих структур является балансировкой устойчивости петли шпильки против связывания силы с комплементарной цепью. Слишком сильные начально привязки к плохому месту и пряди не будут раскручивать достаточно быстро. Слишком слабый из начального связывания и нитей никогда не будет полностью сформировать желаемый комплекс. Эти структуры позволяют шпилька для воздействия достаточно оснований , чтобы обеспечить достаточно сильную проверку на первоначальное связывание и достаточно слабое внутреннее связывание , чтобы разворачивание раз благоприятный матч был найден.

---C G--- C G ---C G--- U A C G G C U A C G G C A G C G A A A G C U A A U CUU ---CCUGCAACUUAGGCAGG--- A GAA ---GGACGUUGAAUCCGUCC--- G A U U U U U C U C G C G C C G C G A U A U G C G C ---G C--- ---G C--- Kissing hairpins meeting up at the top of the loops. The complementarity of the two heads encourages the hairpin to unfold and straighten out to become one flat sequence of two strands rather than two hairpins. 

Биоинформатика

Комплементарность позволяет информации содержится в ДНК или РНК, которые будут сохранены в одной нити. Дополнительности нить может быть определена из шаблона, и наоборот, как в библиотеках кДНК. Это также позволяет для анализа, как сравнение последовательностей двух различных видов. Shorthands были разработаны для записи последовательности при наличии несовпадений (неоднозначность кода) или ускорить, как читать противоположную последовательность в комплемента (ambigrams).

кДНК-библиотеки

Библиотека кДНКа представляет собой совокупность экспрессируемых генов ДНК, которые рассматриваются в качестве полезного справочного инструмента в процессах идентификации генов и клонирования. библиотеки кДНК построены из мРНК с помощью РНК-зависимой ДНК - полимеразы обратной транскриптазы (RT), который расшифровывает шаблон мРНК в ДНК. Таким образом, библиотека кДНК может содержать только вставки, которые предназначены для транскрипции в мРНК. Этот процесс основан на принципе ДНК / РНК комплементарности. Конечный продукт из библиотек двухцепочечной ДНК, которая может быть вставлена в плазмид. Следовательно, библиотеки кДНК являются мощным инструментом в современных исследованиях.

Неоднозначность коды

При написании последовательностей для систематической биологии может быть необходимо иметь ИЮПАК коды , которые означают «любой из двух» или «какой - либо из трех». Код R ИЮПАКА (любой пурин ) является дополнением к Y (любой пиримидин ) и М (амин) на К (кето). W (слабый) и S (сильный), как правило , не поменялся местами , но был заменен в прошлом некоторых инструментов. W и S обозначают «слабый» и «сильный», соответственно, и указывают на количество водородных связей , что нуклеотид использует для сопряжения с его дополняющим партнером. Партнер использует такое же количество облигаций , чтобы сделать пару дополняя.

Код ИЮПАК, который специально исключает один из трех нуклеотидов, может быть дополнением к коду ИЮПАК, что исключает комплементарный нуклеотид. Например, В (А, С или G - «не Т») может быть дополнением к B (C, G или Т - «не А»).

Условное обозначение Описание Основы представлены
A Денин A 1
С с ytosine С
г г uanine г
T т hymine T
U у racil U
W ж ЕАК A T 2
S s Чонг С г
M м ино A С
К к ETO г T
р пу г ине A г
Y р у -пиримидина С T
В не А ( Б приходит после того, как A) С г T 3
D не C ( D приходит после того, как C) A г T
ЧАС не G ( H приходит после G) A С T
В не Т ( V происходит после того, как T и U) A С г
N или - п у основания (не пробел) A С г T 4

Ambigrams

Конкретные символы могут быть использованы для создания подходящего ( ambigraphic ) обозначения нуклеиновой кислоты для комплементарных оснований (т.е. гуанин = Ь , цитозин = д , аденин = п и тимин = U ), что делает его можно дополнить целые последовательности ДНК, просто вращая текст «вверх ногами». Например, с предыдущим алфавитом, buqn (GTCA) будет читаться как ubnq (TGAC, обратный комплемент) , если переворачивается вверх дном.

qqubqnnquunbbqnbb
bbnqbuubnnuqqbuqq

Ambigraphic обозначение легко визуализировать комплементарные участки нуклеиновых кислот, такие как палиндромные последовательности. Эта функция усиливается при использовании пользовательских шрифтов или символов, а не обычный ASCII или даже символы Unicode.

Смотрите также

Рекомендации

внешняя ссылка

ru.qwe.wiki

Урацил — Википедия. Что такое Урацил

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Урацил
Общие
Систематическое
наименование
Пиримидин-2,4(1H,3H)-дион
Хим. формула C4H4N2O2
Физические свойства
Состояние твёрдое
Молярная масса 112,08676 г/моль
Плотность 1,32 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 339 ± 1 градус Цельсия[2]
335[1]
Химические свойства
pKa 9,45[3]
Классификация
Рег. номер CAS 66-22-8
PubChem 1174
Рег. номер EINECS 200-621-9
SMILES
InChI
RTECS YQ8650000
ChEBI 17568 и 46375
ChemSpider 1141
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Урацил (2,4-диоксопиримидин) — пиримидиновое основание, которое является компонентом рибонуклеиновых кислот и как правило отсутствует в дезоксирибонуклеиновых кислотах, входит в состав нуклеотида. В составе нуклеиновых кислот может комплементарно связываться с аденином, образуя две водородные связи.[4]

Физические свойства

Белый порошок или иглоподобные кристаллы, растворимые в горячей воде.[5]

Химические свойства

Обладает амфотерными свойствами, способен к таутомерии.[5]

История открытия

Впервые обнаружен в 1900 году в продуктах расщепления дрожжевых нуклеиновых кислот.[5]

Примечания

Литература

  • Кнорре Д. Г., Мызина С. Д. Биологическая химия. — 3. — М.: Высшая школа, 2000. — 479 с. — 7000 экз. — ISBN 5060037207.
  • Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки: в трёх томах. — 2. — М.: Мир, 1994. — Т. 1. — 517 с. — 10 000 экз. — ISBN 5030019855.
  • Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека: в двух томах. — М.: Мир, 2004. — Т. 1. — 381 с. — 2000 экз. — ISBN 5030036008.

wiki.sc

Урацил - это... Что такое Урацил?

  • Урацил — Общие …   Википедия

  • УРАЦИЛ — УРАЦИЛ, одно из четырех оснований в НУКЛЕОТИДАХ, которые составляют РНК (рибонуклеиновую кислоту). Производная ПИРИМИДИНА, урацил считается главным отличием между РНК и ДНК: в ДНК урацил заменяется тимином. (Три остальных основания АДЕНИН,… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • УРАЦИЛ — пиримидиновое основание. Содержится во всех живых организмах в составе уридиловых нуклеотидов, рибонуклеиновых кислот (РНК). Одна из 4 букв генетического кода (в ДНК вместо урацила тимин) …   Большой Энциклопедический словарь

  • УРАЦИЛ — 2, 4 диоксипиримидин, пиримидиновое основание. Присутствует во всех живых клетках в составе РНК. Нуклеотиды У. играют важную роль в обмене углеводов: уридиндифосфат переносчик остатков сахаров в реакциях взаимопревращений моносахаридов, уридинди… …   Биологический энциклопедический словарь

  • урацил — сущ., кол во синонимов: 1 • основание (85) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • урацил — Пиримидиновое основание, содержащееся во всех живых организмах в составе уридиловых нуклеотидов, рибонуклеиновых кислот [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN uracil …   Справочник технического переводчика

  • урацил — пиримидиновое основание. Содержится во всех живых организмах в составе уридиловых нуклеотидов, рибонуклеиновых кислот (РНК). Одна из 4 «букв» генетического кода (в ДНК вместо урацила  тимин). * * * УРАЦИЛ УРАЦИЛ, пиримидиновое основание (см.… …   Энциклопедический словарь

  • УРАЦИЛ — пиримидиновое основание. Содержится во всех живых организмах в составе уридиновых нуклеотидов, рибонуклеиновых к т (РНК). Одна из 4 букв генетич. кода (в ДНК вместо У. тимин) …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • урацил — uracil урацил. Пиримидиновое основание, присутствующее во всех живых клетках в составе РНК ( вместо тимина), комплементарен аденину. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во… …   Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

  • УРАЦИЛ — Одно из четырех нуклеотидных оснований, составляющих рибонуклеиновую кислоту. Урацил замещает тимин в мопекупедезоксирибонук леиновой кислоты …   Толковый словарь по психологии

  • dic.academic.ru


    Смотрите также