Термодинамические характеристики нуклеиновых кислот различной конформации и их комплексных соединений с солями серебра в растворе

• Автор: Минасян, Константин Амаякович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ О СТРУКТУРЕ И СВОЙСТВАХ ДВУСПИРАЛЬНЫХ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
В РАСТВОРЕ
1.1. Представление о различных конформациях двуспиральных полинуклеотидов по данным рентгенострунтурного анализа
1.2. Изучение конформаций двуспиралвных нуклеиновых кислот в растворе методом нругового дихроизма.

1.3. Взаимодействие ионов металлов с нунлеино

выми кислотами в растворе.

ГЛАВА 2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ О КАЛОРИМЕТРИЧЕСКОМ ИССЛЕДОВАНИИ НЕКОТОРЫХ БИОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

2.1. Измерительная техника в налориметрии растворов биополимеров

2.2. Калориметрический метод изучения в растворе

процессов вомпленсообразования нуклеиновых кислот с ионами металлов и с биологически активными соединениями . .
ГЛАВА 3. ХАРАКТЕРИСТИКИ,ИССЛЕДОВАННЫХ ВЕЩЕСТВ
МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ
3.1. Характеристики исследованных в работе препаратов нуклеиновых нислот, солей и растворителей.
3.2. Приготовление и характеристики растворов .
3.3. Аппаратура и методика калориметрических измерений.
3.4. Аппаратура и методика оптических и потенциометрических измерений
С I .
ГЛАВА 4. КОНФОРМАЦИОННЫЙ В А ПЕРЕХОД В ВОДНЫХ
РАСТВОРАХ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ
4.1. Расчет коэффициентов активности воды в смесях водаэтанолизопропанол, вода
этанолдионсан
4.1.1. Система водаэтанолизопропанол.
4.1.2. Система водаэтанолдионсан. . .
4.2. В А переход ДНК в тройных системах водаэтанолдионсан, водаэтанолизопропанол
4.3. Определение энтальпии В А перехода ДНК
в водноэтанольноы растворах
4.3.1. Калориметрическое определение энтальпий реакций хлорида гуанидиния
с ДНК в В и А конформациях в растворе
4.3.2. Энтальпия В А перехода ДНК в
смесях этанолвода .
ГЛАВА 5. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ СОЛЕЙ СЕРЕБРА С НУКЛЕИНОВЫМИ КИСЛОТАМИ В В и А КОНФОРМАЦИЯХ В РАСТВОРЕ
5.1. Калориметрическое определение энтальпии образования комплексов ионов серебра с Вформой ДНК в растворе
5.2. Термодинамические характеристики комплексов двуцепочечной РНК форма с ионами серебра в растворе.
5.2.1. Результаты изучения спектров КД комплексов дн.РНК .
5.2.2. Определение констант устойчивости комплексов дн.РНК .
5.2.3. Энтальпии образования комплексов
дн.РНК с ионами серебра в растворе
5.3. Термодинамические характеристики комплексов ионов серебра с синтегичесншш полинуклеотидами в растворе. . .
ОСНОВНЫЕ ИТОГИ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Менделеева семинарах Лаборатории физики биополимеров Института молекулярной биологии АН СССР и на семинарах лабораторий математического моделирования ВНИИГенетина. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 научных работ. Объем работы. В первой главе рассматриваются современные представления о структуре и свойствах номплементарных нуклеиновых иислот различной конформации в растворе. Вторая глава посвящена обзору данных о применении калориметрии к исследованию макромолекул, а танке проанализированы литературные данные по калориметрическому изучению в растворе процессов номплеясообразования НК с ионами металлов и с низкомолекулярными биологически активными соединениями. В последующих главах излагаются методина измерений результаты изучения нонформационных переходов ДНК в смешанных растворителях результаты определения энтальпии вонформационного ВА перехода ДНК в водноэтанольных растворах результаты определения термодинамических характеристик комплексов ионов серебра с ДНК, дн. РНК и с синтетическими полинунлеотидами в растворе. ГЛАВА I. Двуцепочечной молекуле нунлеиновой кислоты НК в нативном состоянии присуща уникальная пространственная организация, заключающаяся в образовании двумя комплементарными нитями правовинтовой спирали рис. Двойная спираль НК имеет винтовую ось симметрии, порядок которой определяемый числом пар оснований на виток зависит от коннретной нонформации,и оси симметрии второго порядна, перпендикулярные винтовой оси. Наличие осей второго порядка отражает фант антипараллельности цепей и означает, что двойная спираль НК не имеет ни верха, ни низа 1 6. Стабильность структуры двуспиральных полинуклеотидов определяется в основном водородными связями, образующимися между основаниями, находящимися в одной плссности электростатическими и дисперсионными силами взаимодействие зарядов, расположенных на поверхности НК между собой, а также с ионами окружающей среды, а также взаимодействиями между соседними основаниями в стопне . Вторичная структура комплементарных НК была установлена рентгенографическим методом при исследовании ориентированных волокон полинуклеотидов. Причем, в зависимости от концентрации и типа противоинов, а также активности воды, были обнаружены
я остаток дезоксирибоза. Всрормс. Рис. Макромолекулярная структура ДНК. Модель УотсонаКрикабпараметры спиралей В, С и Т форм ДНКпроекции перпендикулярно оси спирали впоперечный разрез спирали ДНК в Вформе заштрихованные прямоугольники изображают пары оснований гпараметры спирали ДНК в А формедпоперечный разрез спирали ДНК в А форме. Таблица . Семей ства Структурная форма Тип спирали . Н 1 град. А А ДНК А РНК А РНК . А РНК Правая Регуляр ная СЗЭНДО АНТЙ . ЖГИ гликозидный утолот до 0СИН гликозидный угол Xот 0до 0. Дезокси вгуанин сцитозин АаденинТтишн. НК табл. Зо. Это связано с тем, что условия упаковки молекул НК в волокнах накладывают дополнительные пространственные ограничения, и поэтому стабилизируется определенная форма, соответствующая этим требованиям к . Наличие дискретных форм позволяет построить модели нескольких форм ДНК и комплементарных РНК, ноторые были разделены по геометрическим критериям на два семейства А и В табл. И . Конформационные расчеты и построение моделей структур регулярных спиралей которые уточняются до настоящего времени с использованием данных рентгеноструктурного анализа кристаллов компонентов НК 2х привели к выводу о возможности конформационных переходов внутри и между семействами. Причем оказалось, что в пределах каждого семейства структурные переходы имеют непрерывный характер, а межсемейственный переход осуществляется кооперативно вследствие скачкообразного изменения конформации углеводофосфатного остова. Дальнейшие исследования пленок и растворов НК методами малоуглового диффузного рассеивания рентгеновсних лучей, КД, а также изучение изменения числа супервитнов кольцевых ковалентно замкнутых ДНК в растворе , , 6Г подтвердили не только вывод о существовании двух семейств конформаций НК, но и показали, что конформационные возможности двойной спирали не ограничиваются описанными формами , .