61 Физические модели нуклеиновых кислот(нк), методы изучения днк и рнк

Первичная структура - взаимодействие Н3РО4 и азотистых оснований происходит через сахар. Функции нуклеозидов:

1. коферменты (в оксидредуктазах)

2. предшественники для сроительных единиц РНК/ДНК

3. Энергетическая

Вторичная структура: взаимодействие м/д азотистыми основаниями путём образования водородных

связей. А=Т, Г=Ц(3 связи)

Расстояние – 10,85 А

Формы А и В - правозакрученные

А: ширина витка - 2,0нм, длина - 3,4нм

В: шир-2,2нм, длина-2,8нм.

Z форма - левовращающаяся спираль, образуется при чередовании ГЦ.

В дальнейшей упаковке участвует 4 класса белков: Н2А, Н2В, НЗ, Н4

Изучение пространственных структур осуществляется на модельных системах. Используют 2 группы методов:

1. Метод построения упрощённых физических моделей. Основывается на экспериментальных данных.

2. Методы конформационного анализа:

I. Модель гибкого стержня.

II. Модель спираль-клубок.

Гибкость стержня определяется поворотной изомерией.

2 вида жесткости:

а) на изгиб оси (определяет способность ДНК укладываться в вирусную частицу и т.д. Е изгиба

gB – константа жесткости на изгибание.

gB=aKБT/l.

б) жесткость кручения - торсионная жесткость ДНК. Определяется как изменение Е внутри молекулы ДНК при отклонении угла м.д соседними парами оснований. Для перехода в другую форму достаточно отклонения на 2,5 градуса.

Переходы обуславливаются:

1. флуктуационным изгибанием оси НК

2. поворот соседних пар оснований ДНК

3. Раскрытие отдельных пар оснований

П. Метод спираль – клубок.

Основан на том, что движение зависит от температуры. Закрытые пары оснований образуют спираль, открытые участки - клубок. Открытые участки приводят к образованию суперспирали.

Параметр - степень спирализации (?). Определяется число супервитков на 10 пар оснований, обычно меньше 0, = 0,05. Образуют левозакрученные участки.

Метод конформационных переходов.

Формируют общую геометрию отдельных пар оснований. D- расстояние от центра п.о. до оси. ?-поворот, TL – наклон.

Особая роль - углеводный компонент, м.б. С2' -эндо, С3' - эндо, С3'- и С2' - экзо .

Z - форма - (ГЦ)n. Чем больше ГЦ, тем больше участок Z спирали. Данная последовательность -левовращающаяся. Широко распространена в природе. Угол равен 30 градусов. В 1 виток- 12 п.о.

Метод гибридизации основан на плавлении и отжиге НК. Плавление - разрушение Н-Н связей. Является взаимообратимым процессом. Используют для таксономической характеристики вида. Метод дифференциального центрифугирования

Методы: ЭПР(Электронный Парамагнитный Резонанс), ЯМР(Я́дерный магни́тный резона́нс), При исследовании строения и конформационных превращений Биополимеры широко используются как очищенные природные Биоп, так и их синтетические модели, которые проще по строению и легче поддаются исследованию. Так, при изучении белков моделями служат гомогенные или гетерогенные полипептиды (с заданным или случайным чередованием аминокислотных остатков). Моделями ДНК и РНК являются соответствующие синтетические гомогенные или гетерогенные полинуклеотиды. К методам исследования Биоп и их моделей относятся рентгеноструктурный анализ, электронная микроскопия, изучение спектров поглощения, оптической активности, люминесценции, методы светорассеяния и динамического двойного лучепреломления, седиментационный метод, вискозиметрия, физико-химические методы разделения и очистки и ряд др. Все методы, разработанные для изучения синтетических полимеров, применимы и к Биополимеры При трактовке свойств Биополимеры и их моделей, закономерностей их конформационных превращений используются также методы теоретической физики (статистической физики, термодинамики, квантовой механики и др.).

В мол. биоф. нету проблем, связ. с неравновесным поведением живой открытой системы-биополимеры хорошо иссслед in vitro.