- •Нуклеїнові кислоти Вступна частина
- •Тема 1. Особливості первинної структури нуклеїнових кислот
- •Початок історії вивчення природи генетичного матеріалу
- •Хімічна природа азотистих основ та нуклеозидів
- •Властивості азотистих основ
- •Енергетичні параметри спарювання азотистих основ
- •Параметри конформацій основ та пар основ
- •Конформації площин пентоз
- •Конформації глікозидного зв’язку
- •Модифікації основ нк
- •Тема 2. Особливості форм вторинної структури нуклеїнових кислот Історія з’ясування вторинної структури днк
- •Торсійні кути та гнучкість кістяку нк
- •Основні параметри хеліксу днк
- •Вплив морфологічних параметрів пар основ на планарність останніх
- •Класичні форми вторинної структури днк
- •Особливості поліморфізму неканонічних форм вторинної структури ниток днк
- •Варіанти зігнутості днк
- •Фізико-хімічні властивості днк
- •Тема 3. Вищі форми структури днк. Будова хроматину Методи конденсації днк in vitro
- •Вищі форми структури днк бактеріофагів та бактерій
- •Конденсація днк у хроматині еукаріотичних організмів
- •Тема 4. Особливості будови молекул рнк. Види рнк Загальні відомості про функціональну активність рнк
- •Основи структури дуплексних рнк
- •Особливості будови тРнк
- •Рибозими – ферменти на основі рнк
- •Рибосвітчі – молекулярні перемикачі
- •Рибосоми та рибосомальні рнк
- •Взаємодія рнк з антибіотиками
- •Спеціальні регіони будови рнк та їх роль у взаємодії рнк з білками
- •Тема 5. Особливості взаємодії днк з білками
- •Класифікація білків, що приєднуються до днк та види зчитування послідовностей цими білками
- •Основні білкові сайти розпізнавання днк
- •Особливості прямих контактів днк з білками
- •Велика борозенка днк та α-хелікс білку як розпізнавальні елементи
- •Домени «цинкових пальців» у складі білку, як розпізнавальні елементи
- •Інші типи днк-розпізнавальних білкових структурних елементів
- •Розпізнавання днк білками у регіоні малої борозенки
- •Значення згинання днк у механізмах взаємодії з білками
- •Особливості взаємодії комплексів білок-днк з малими молекулами
- •Тема 6. Неканонічні та нестандартні форми структурної організації днк Формування неправильних пар основ
- •Потрійні хелікси днк
- •Гуанінові квадриплекси днк
- •Cполучення Холідея
- •Cтруктура днк-ензимів
- •Неприродні структури днк
- •Форми високомолекулярних днк
- •Тема 7. Принципи взаємодії днк з малими молекулами
- •Взаємодія днк з молекулами води
- •Загальні принципи розпізнавання та взаємодії днк з хімічно синтезованими речовинами та малими молекулами
- •Інтеркаляція в днк
- •Малі молекули, що нековалентно приєднуються до борозенок в днк
- •Малі молекули, що ковалентно приєднуються до днк
- •Тема 9. Хімічні та ензиматичні методи вивчення структури та функціональних особливостей нуклеїнових кислот Синтез та гідроліз
- •Визначення послідовності нуклеотидів днк
- •Сиквенс послідовностей рнк
- •Загальні методи визначення вторинної структури нк
- •Визначення вторинної структури рнк
- •Визначення вторинної структури рнк
- •Визначення третинної структури нк
- •Ямр, як метод вивчення структури та динаміки нк
- •Молекулярне моделювання та симуляція нк
Неприродні структури днк
Останнім часом типи структур, які не зустрічаються у природніх формах ДНК тому, що є хімічно модифікованими за основами та/або цукрами та/або фосфатним кістяком, інтенсивно вивчаються через можливість використання їх у дослідженнях у якості антисенсних зондів. Приклади:
-
Пептидна нуклеїнова кислота (ПНК) – фосфодиефірний кістяк у такій структурі, про яку ми вже говорили, замінений на амінокислоту 2-аміноетилгліцин. Одна з таких структур являє собою гексамерний дуплекс з послідовністю CGTACG та пептидними кістяками у обох ланцюгах (слайд 21). Такий хелікс має відкриту форму, ширину - 28 А, та крок спіралі - 18 А. Хоча пари основ перпендикулярні вісі хеліксу, така будова далека від класичної В-ДНК.
-
Дуплекс ПНК-ДНК – складається з одного ланцюга ДНК та іншого ПНК у антипаралельному напрямку, існує у вигляді декамеру, пептидна частина утворена одиницями з трьох хіральних мономерів D-лізину (слайд 21). Даний хелікс має широку, глибоку велику борозенку та відносно мілку та вузьку малу, пари основ також перпендикулярні до вісі спіралі. Взагалі пептидні нуклеїнові кислоти, які іноді називають Р-формою ДНК, мають менше конфірмаційної свободи, ніж дуплекси ДНК, одначе, як було показано Петерсоном у 2005 році, можуть утворювати як право-, так і лівозакручені спіралі.
-
хДНК з модифікованими основами за рахунок додавання бензенового кільця до пуринів (слайд 22) – являють собою молекули ДНК, у складі яких знаходяться пари основ незвичної геометрії хА-Т та хG-С, де х вказує на модифікований пурин з бензеновим кільцем. Лінчем у 2006 році було виявлено, що такі пари основ можуть формувати подвійний хелікс з восьми нуклеотидів. Структура, яка утворюється при цьому, являє собою правозакручений хелікс з глікозидними кутами лише у анти-конформації та всіма цукрами у С2’-ендо складчастості (слайд 22). Такий хелікс дуже нагадує В-ДНК, одначе кут закручування становить 300, що дає 12 пар основ на виток, а середній кут нахилу пар основ по відношенню до вісі хеліксу складає 240. Тому мала борозенка у хДНК є ширшою на 7 А, ніж у В-ДНК. До сих пір невідомо, чи така ДНК здатна реплікуватися, але принаймні можливість формування хеліксу для таких подовжених пар основ вже доведена.
-
homoДНК – молекула ДНК у формі дуплексу, в якій всі дезоксипентозні кільця нуклеозидів замінено на дезоксигексозу (слайд 23), була виявлена Еглі зі співробітниками у 2006 році. Такі модифіковані нуклеотиди здатні формувати антипаралельний подвійний хелікс, який, одначе, є дуже нерегулярною структурою, оскільки дві з основ послідовності взагалі неспареними і стирчать за межі хеліксу. До того ж, стекінг між спареними основами майже відсутній, а геометрія пар основ теж сильно порушена та нерегулярна. Така форма ДНК явно показує, чому природа обрала саме пентози для формування хеліксу ДНК, знехтувавши більш поширеними гексозами.
У таблиці на слайді 23 представлено всі розглянуті вище нестандартні форми ДНК, які походять з кристалографічних та ЯМР-досліджень.