Биохимия Р.Марри

риона). Плод с рестрикционным вариантом АА (рис. 36.9) нормален и не является носителем серповидно­

клеточной анемии. В случае варианта SS можно с уверенностью предсказать развитие болезни. Уже

сейчас существуют зонды для подобного анализа многих заболеваний.

ляющий один из концов длинной цепи ДНК, исполь­

зуют в качестве зонда для выявления другого фраг­

мента, который перекрывается с первым и в то же

время выходит за его пределы. Применение этого

подхода, называемого «прогулка по хромосоме» (рис.

36.1 О), обеспечивает «передвижение» по цепи ДНК

вплоть до интересующей области. Направление

Изменения в последовательностях ДНК. вызван­

ные описанными выше причинами. могут обуслов­ ливать изменения в расположении сайтов рестрик­

ции и поэтому сказываться на длине рестрикцион­

ных фрагментов. Устойчивое наследуемое измене­

ние в распределении длин рестрикционных фрагмен­

тов (наблюдаемое для более чем 1% численности по­

пуляции) называют полиморфизмом длины рестрик­

ционных фрагментов (ПДРФ). Этот феномен может

быть результатом либо точковых замен (серповид­ ноклеточная анемия), либо делеций и вставок (талас­

семии). В последнее время ПДРФ стали с успехом

использовать в диагностических целях. Рестрик­ ционный полиморфизм обнаружен как в последова­ тельностях известных генов, так и в участках ДНК

с неизвестной функцией. ПДРФ может нарушать

биологическую функцию, а может и не иметь ника­ ких биологических последствий; в любом случае со­

ответствующие измененные локусы наследуются

в соответствии с законами Менделя. Основная об­

ласть использования этого феномена (а известно уже

около 350 случаев ПДРФ)-диагностика наслед­ ственных заболеваний. функциональная природа ко­ торых неизвестна. Вначале с помощью ПДРФ уста­

навливают группу сцепления, а затем методом по­

следовательной гибридизации определяют локус,

ответственный за заболевание. Согласно методу по­

следовательной гибридизации, фрагмент, представ-

вданном случае экспрессируется только один из

двух аллелей. 200/0 выявленных случаев ПДРФ отно­

сится именно к Х-хромосоме. и именно для нее со­

ставлена практически полная карта. Используя фе­

номен ПДРФ, можно локализовать ген любой Х­ сцепленной болезни (например, мышечной дистро­

фии Дюшенна). С помощью ПДРФ удалось устано­

вить, что генетический дефект при хорее Гентингто­ на затрагивает конец короткого плеча хромосомы 4,

а ген, вызывающий поликистоз почек, сцеплен с ло­

кусом а-глобина на хромосоме 16.

Генная терапия

Заболевания, вызванные функциональной недо­

статочностью продукта того или иного гена, можно

лечить с помощью «заместительной» терапии (табл. 36.5). Стратегия подхода заключается в клонирова­ нии гена (например, гена, кодирующего аденозинде­ заминазу) в векторе, способном включиться в геном клетки хозяина. Весьма перспективным представляе­

тся использование для этого предшественников кле­

ток костного мозга. Можно надеяться, что такие клетки «приживутся» и будут размножаться, синте­ зируя трансгенный продукт. Конечно, ген, перене­

сенный в соматические клетки, потомкам не пере­

дается.

В последнее время ведутся интенсивные поиски

путей генно-инженерного воздействия на половые

клетки. Соответствующие эксперименты проводят

на лабораторных животных. Гены, инъецированные

в оплодотворенные яйцеклетки мыши. в некоторых случаях встраиваются в геном. Полученных транс­

генных животных используют для изучения характе­

ра экспрессии генов в разных тканях, а также для

выявления специфических генов онтогенеза. Транс­

генный подход недавно с успехом был использован для коррекции генетического дефекта у мышей.

В оплодотворенные яйцеклетки мыши с наследствен­ ным гипогонадизмом (гл. 55) инъецировали ДНК,

содержащую кодирующую последовательность

предшественника гонадолиберина. У части развив­ шихся из таких яйцеклеток мышей этот ген нормаль­ но экспрессировался. Фенотипически эти мыши бы­ ли нормальными во всех отношениях. Их потомство также не проявляло недостаточности по гонадолибе­ рину. Приведенный пример свидетельствует о прин­

ципиальной возможности экспрессии трансгенов

в соматических клетках и их передачи потомству.

СЛОВАРЬ-СПРАВОЧНИК

Бактериофаг. Вирус, инфицирующий бактерии. Библиотека. Коллекция клонированных фрагментов,

представляющих какой-либо геном. Различают ге­

номные библиотеки (включают последовательности

и интронов, и экзонов) И кдНК-библиотеки (только

экзоны).

Вектор. Плазмида или бактериофаг, в которые мо­ жет быть введена чужеродная ДНК с целью клони­

рования.

Вестерн-блоттииг. Метод переноса белков на нитро­ целлюлозный фильтр с последующей идентифика­ цией интересующего исследователя белка с помо­

щью соответствующего зонда (например, антител).

Вставка. Дополнительный фрагмент ДНК. который

вводят в исходную молекулу методами генной инже­

нерии.

Зонд (проба). Молекула, используемая для выявле­ ния специфических фрагментов ДНК, РНК или бел­

ка при блот-анализе. (Например, при скрининге ге­ номных библиотек). Зондами могут служить моле­ кулы кДНК, синтетические олигонуклеотиды или специфические антитела.

Интрон. Участок последовательности гена, который

транскрибируется, но удаляется из структуры mPHK-предшественника до начала трансляции (не входит в состав зрелой мРНК).

кДНК. Одноцепочечная молекула ДИК, комплемен­ тарная мРИК и синтезируемая на ней как на матрице

с помощью обратной транскриптазы.

Клон. Большое число клеток (или молекул), полно­

стью идентичных исходной родительской клетке (или молекуле).

Космида. Плазмида, в которую введен специфиче­

ский сайт фага А (cos-саЙт). необходимый для упа­ ковки in vitro плазмидной ДНК.

Лигирование. Катализируемое ферментом соедине­

ние (сшивка) двух фрагментов ДНК или РНК в один

путем образования фосфодиэфирной связи. Соответ­ ствующие ферменты называются ДНК-(или РНК)­

лигазами.

Липкие концы ДИК. Комплементарные одноцепо­ чечные участки ДНК, выступающие на противопо­

ложных концах двухцепочечной молекулы.

Ник-трансляция. Метод введения метки в ДНК; ос­ нован на том, что ДНК-полимераза Escllerichia соН способна осуществлять деградацию одной из цепей ДНК, в которой до этого был сделан разрез (<<ник»),

И тут же строить новую цепь. используя неповре­

жденную в качестве матрицы. Если в реакционную смесь ввести меченые нуклеозидтрифосфаты, то вновь образуемая цепь окажется радиоактивной, что

дает возможность ее использования в качестве зон­

да.

Нозерн-блоттинг. Метод переноса РНК из агарозно­ го геля на нитроцеллюлозный фильтр, на котором положение определенной молекулы РНК выявляют с помощью гибридизации с радиоактивным зондом.

Обратная транскрипция. РНК-зависимый синтез ДНК, катализируемый обратной транскриптазой.

Палиндром. Участок двухцепочечной ДНК, в кото­

рой последовательность одной из цепей идентична

последовательности другой цепи, прочитанной в обратном направлении.

Плазмида. Небольшая экстрахромосомная кольце­

вая молекула ДНК. реплицирующаяся независимо

от хромосомы хозяина.

Псевдоген. Функционально неактивный участок ДИК, возникший в результате мутаций в родитель­

ском гене.

Радиоавтография. Выявление радиоактивно мечен­ ных молекул (ДНК, РНК или белков). основанное на

их способности воздейсгвовать на фотопленку. Рекомбинантная ДНК. Молекула ДНК со встроен­

ным участком чужеродной ДИК.

Рестриктаза. Эндонуклеаза. расщепляющая обе цепи ДНК в строго определенных сайтах со специфиче­

ской последовательностью оснований.

Саузерн-блоттинr. Метод переноса фрагментов ДНК

из агарозного геля на нитроцеллюлозный фильтр

с последующей гибридизацией с меченым зондом. Сигнал. Конечный этап визуализации определенного фрагмента ДНК (клона). Например. при радиоавто­ графии - темное пятно на рентгеновской пленке, со­ ответствующее месту нахождения гибридного ду­ плекса, одна из цепей которого является радиоактив­

но меченным зондом.

СплаЙсинг. Завершающий этап процессинга РИК­

соединение экзонов с образованием зрелой мРИК.

Тандем. Множество копий одной и той же последо­ вательности, соединенных в протяженную линейную

молекулу.

Терминальная траllсфераза. Фермент, присоединяю­

щий нуклеотиды одного типа к 3'-концам молекулы

ДИК.

Трансгенный организм. Организм, развившийся из

зародышевой клетки, в ядро которой с помощью

инъекции была введена чужеродная ДИК.

Трансляция. мРИК-зависимый синтез белка.

Транскрипция. ДИК-зависимый синтез РИК. Тупые концы ДИК. Концы двухцепочечной ДИК, не имеющие выступающих одноцепочечных 3'- или 5'-

участков.

Химерная молекула. Молекула (ДИК, РИК, белок), состоящая из фрагментов, которые имеют разное

происхожденш;.

Шпилька. Двухцепочечная область (элемент вторич­ ной структуры), образованная за счет спаривания ос­ нований соседних комплементарных участков после­ довательности, которые расположены в одной и той же цепи ДИК или РИК.

Экзон. Кодирующая часть последовательности гена; представлена в зрелой мРИК.

Экзонуклеаза. Фермент. отщепляющий нуклеотиды с 3'- или 5'-конца молекулы ДИК или РИК.

Эндонуклеаза. Фермент, расщепляющий фосфо-

диэфирные связи во внутренних областях цепей ДИК

или РИК.

ЛИТЕРАТУРА

Beaudet А. L. Bibliography of cloned human and other selected DNAs, Ат. J. Нит. Genet., 1985, 37, 386.

DNA in medicine, Lancet, 1984, 2, 853, 908. 966, 1022, 1()86, 1138, 1194, 1257, 1329. 1380, 1440.

Gusella J. Е. Recombinant DNA techniques in the diagnosis and treatment of inherited disorders, J. Clin. Invest., 1986. 77, 1723.

Кап У. W. е' а/. Pages 275283. In: Thalasscmia: Recent Advances in Detection and Treatment, Сао А., Carcassi U., Rowley Р. (eds.), AR Liss, 1982.

Lewin В. Genes 11, Wiley, 1985.

Maniatis Т., Frilsch Е. F., Sambrook J. Molecular Cloning. 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory, 1983.

Martin J. В., Gusella J. F. Huntington's disease: Pathogenesis and management, N. Engl. J. Med., 1986, 315. 1267.

Махаm А. М., Sequencing the DNA ofrecombinant chromosomes, Fed. Proc., 1980, 39, 2830.

Orkin S. Н. et а/. Improved detection of the sickle mutation Ьу DNA analysis: Application to prenatal diagnosis, N. Engl. J. Med., 1982, 307, 32.

Watson J. D., Tooze J., Kurtz D. Т. Recombinant DNA: А short Couse, Freeman, 1983.

Weatherall D. J. The New Genetics and Clinical Practice, 2nd ed., Oxford Univ. Press, 1986.

Уuаn R. Structure and mechanism of multifunctional restriction endonucleases, Аппи. Rev. Biochem., 1981, 50, 285.

ВВЕДЕНИЕ

к числу важнейших научных событий нашего ве­ ка следует отнести открытие того факта, что генети­

ческая информация кодируется полимерной молеку­ лой ДИК, образованной лишь четырьмя типами мо­ HOM~PHЫX единиц. Именно ДИК служит химической основой наследственности. Ее молекула содержит в своей структуре множество генов. Гены функцио­

нируют не автономно: их репликация и транскрип­

ция строго контролируются петлями обратной

связи, в которых ключевая роль принадлежит про­

дуктам экспрессии. Знание структуры и функции ну­

клеиновых кислот необходимо для понимания сути

генетических проuессов, происходящих в клетке.

БИОМЕДИЦИНСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Как уже говорилось, химическая основа наслед­

ственности заключена в ДИК, следовательно, причи­

ной наследственных болезней является изменение ее

структуры. Установлены основные пути передачи информации (ДИК направляет синтез РИК, которая

в свою очередь определяет синтез белка). Знание

этих механизмов позволяет ответить на вопрос, что

такое нормальная физиология и патофизиология за­ болевания на молекулярном уровне.

ДНК

в 1944 г. в экспериментах, проведенных Звери, Маклеодом и Маккарти, было продемонстрирова­ но, что способность к образованию капсулы у му­ тантного бескапсульного штамма пневмококков мо­ жет быть восстановлена посредством введения в его клетки очищеmюй ДИК nнeBMoKoKKOB, способных

к синтезу капсулы. Авторы назвали агент (ДНК), ответственный за это изменение,- «трансфор­

мирующим фактором». Очень скоро метод транс­ формации стал широко использоваться в гене­

тических исследованиях. Относительно недавно

были проведены эксперименты, в которых реци-

пиентами служили клетки дрожжей, млекопитаю­

щих. эмбрионы грызунов и насекомых, а донором

генетической информаuии- клонированная ДН К.

Химические свойства ДИК

Химическая природа мономерных еДИIlИU, обра­ зующих ДНК (дезокснаденилат, дезокснцнтндндат, деЗОКСНl'уанилат и тнмнднлат), описана в гл. 34. Мо­ номеры полимеризуются с образованием 3', 5'- фосфодиэфирных связей, формируя одиночную uепь ДИК (рис. 37. 1). Информация в ДНК "Jаписана в ви­

де определенной последовательности пуриновых

и пиримидиновых дезоксирибонуклеотидов. Полимерная молеку..lа ДНК, как видно из рисун­

ка. полярна. На одном коние расположена 5'-

гидроксил-(либо фосфатная группа), на другом 3'- фосфат-(либо гидроксильная группа). Основываясь

на данных рентгеноструктурного анализа ДИК

и правиле Чаргаффа, согласно которому в молекуле ДИК содержание остатков дезоксиаденозина (А)

равно содержанию тимидина (Т), а содержание дез­

оксигуанозина (G) равно содержанию дезоксицито­ зина (С), Уотсон, Крик и Уилкинс предложили в на­

чале 50-х годов модель двухспиральной структуры

ДИК. Модель В-формы ДИК изображена на рис.

37.2. Две цепи этой правозакрученной, двухспираль­ ной молекулы удерживаются друг возле друга за счет водородных связей, образующихся между пури­ новыми и пиримидиновыми основаниями. Образо­ вание комплементарных пар строго специфично. А всегда спаривается с Т, а G-c С (рис.

В двухцепочечной молекуле ограничения. обу- ,..

словленные заторможенностью вращения вокруг

фосфодиэфирной связи, преимущественная «антю)­ конфигурация гликозидных связей (рис. 34.9) и пре­

валирующие таутомерные формы четырех основа­

ний (А, G. Т и С, рис. 34.3) создают условия, в кото­ рых А может образовать прочную пару только с Т, а G только с С (рис. 37.3). Именно этим и объясняю­ тся правила Чаргаффа (А = Т; G = С). Две цепи двой­

ной спирали, будучи полярными, являются и антипа-

При физиологических условиях (низкая концен­ трация соли, высокая степерь гидратации) домини­

рующим структурным типом ДНК является 8- форма. Шаг спирали такой молекулы равен 3,4 нм.

Виток ДНК можно представить в виде двух скручен­

ных стопок «монет», по 1О в каждой. Стопки удержи­

ваются водородными связями между двумя проти­

волежащими «монетамю) стопок, и «обмотаны» двумя лентами фосфодиэфирного остова, закручен­ ными в правую спираль. В условиях менее высокой гидратации и при более высоком содержании ионов

Na+ или К+ возникает несколько иная структура­

так называемая А-форма. Эта правоспиральная кон­ формация имеет больший диаметр спирали, чем В­

форма, и большее число пар оснований на виток. Она сходна со структурой, характерной для двухце­

почечной РНК или для РНК-ДНК-дуплексов. Фор­ мы С-Е также правоспиральные, их образование

можно наблюдать только в специальных экспери­

ментах, и, по-видимому, они не существуют in vivo.

Z-форма ДИК представляет собой левозакручен­

ную двойную спираль, в которой фосфодиэфирный

остов расположен зигзагообразно вдоль оси молеку­

лы. Отсюда и название молекулы Z (zigzаg)-ДНК.

Z-ДНК-наименее скрученная (12 пар оснований на виток) и наиболее тонкая из известных в природе, она обладает только одним желобком (см. ниже). z-ДИК выявляют в повторяющихся последователь­

ностях чередующихся пуриновых и пиримидиновых

дезоксинуклеотидов (ас или АС) при наличии ряда других стабилизирующих факторов. К ним относя­

тся: 1) высокая концентрация соли или наличие спе­ цифических катионов, таких, как спермин и сперми­ дин; 2) высокое содержание отрицательных супер­ витков в молекуле ДНК (см. гл. 38); 3) связывgние z- ДНК-специфичных белков; 4) метилирование атома углерода-5 некоторых остатков дезоксицитидина.

ДНК в Z-форме может участвовать в регуляции экспрессии генов как близко расположенных, так и существенно удаленных от Z-участка. Некоторые белки, связывающиеся в большой или малой борозд­ ках В-формы ДИК, вероятно, не способны связыва­ ться с Z-формой ДНК. Кроме того, реверсия участка ДНК из Z-формы в В-форму ДНК, которая происхо­

дит, например, в результате потери метильных

групп 5-метилдезоксицитидином. может влиять на

торсионный статус участков ДНК, расположенных на значительном расстоянии от области реверсии.

Рис. 37.3. Образование двух водородных связей (nункmuр­ ная ,lUl-tШ/) между основаниями дезоксиаденозина и тими­

дина (вверху) и трех водородных связей между основания­ ми дезоксигуанозина и дезоксицитидина (внизу). В ДИК

углеводным остатком является 2-дезоксирибоза. в РИК D-рибоза.

Торсионное скручивание-раскручивание ДНК так

же, как и метилирование дезоксицитидина, вероятно,

влияет на активность генов (см. ниже).

Наличие Z-ДНК в хромосомах Drosophila (плодо­

вая мушка) было показано с применением антител специфичных к Z-форме ДНК. В ДНК человека имеются участки, потенциально способные перехо-

Таблица 37.1. Характеристика некоторых типов структур ДИК

Разделение цепей данной молекулы ДИК происхо­

дит в пределах определенного интервала темпера­

тур. Средняя точка этого интервала называется тем­

пературой плавлении ДИК или Т... Значение Тm зави­

сит от нуклеотидного состава ДИК и концентрации соли в растворе. Молекулы ДИК, обогащенные G-

С-парами (они связаны тремя водородными мости­ ками), «плавятся» при более высокой температуре.

чем А-Т-богатые молекулы (пары А-Т связаны двумя водородными мостиками). Десятикратное

увеличение концентрации моновалентных катионов

увеличивает Тm на 16,6° С. Формамид, обычно испо­ льзуемый в экспериментах с рекомбинантной ДИК, дестабилизирует водородные связи между основа­

ниями, тем самым снижая Тm. Это позволяет цепям

ДИК или ДНК-РНК-гибрида расходиться при бо­ лее низкой Тm' что уменьшает вероятность разрыва

индивидуальных цепей. происходящего при высокой

температуре.

Бороздки в структуре дик

При изучении модели, изображенной на рис. 37.2,

можно обратить внимание на наличие в структуре

ДИК большой и малой бороздок, закрученных вокруг

оси молекулы параллельно фосфодиэфирному осто­

ву. В этих бороздках белки могут специфически взаи­

модействовать с определенными атомами нуклеино­

вых оснований, а значит, и «узнавать» конкретные

нуклеотидные последовательности, не нарушая ком­

плементарных взаимодействий в структуре двойной спирали. Как будет показано в гл. 39 и 41, именно за счет таких взаимодействий регуляторные белки мо­

гут осуществлять контроль экспрессии генов.

Релаксированная и суперспиральная ДИК

ДИК некоторых организмов, таких, как бакте­ рии, бактериофаги и многие ДИК-содержащие виру­ сы животных, представляет собой замкнутую коль­ цевую структуру. Конечно, такая структура не нару­

шает полярность молекул, но в ней исчезают свобод­ ные 3'- и 5'-гидроксильные и фосфорильные группы.

Замкнутые кольца могут существовать в релаксиро­

ванной или суперспиральной формах. Суперспира­

льность проявляется тогда, когда замкнутое кольцо

сворачивается вокруг собственной оси или когда скручивается участок линейной ДИК, концы кото­ рой зафиксированы. Этот требующий энергии про­

цесс приводит к появлению внутримолекулярного

напряжения структуры. При увеличении числа су­

первитков внутреннее (торсионное) напряжение воз­ растает (проверьте это на обычной резиновой ленте).

Супервитки в ДИК, образованные за счет скручива­

ния против часовой стрелки (в направлении, обрат­

ном закручиванию правосторонней двойной спира­ ли В-формы ДИК), называются отрицательными. В некотором смысле можно считать, что энергия, не­ обходимая для достижения такого структурного со­ стояния, запасается в обычных (неотрицательных)

супервитках. Энергия перехода молекулы ДИК

к другому типу надмолекулярной структуры может

понижаться за счет образования участков отрицате­ льного скручивания. Один из таких переходов-

разделение цепей при подготовке к репликации

и транскрипции. Вот почему суперспирализация ДИК весьма выrодна в биологических системах. Ферменты, катализирующие топологические изме­ нения молекулы ДИК, получили название топоизо­

мераз. Иаиболее изучена из них- бактериальная rи­

раза, инициирующая образование отрицательных

супервитков.

Функция ДИК

Генетическая информация, закодированная в по­

следовательности нуклеотидов, служит двум целям.

Во-первых, она необходима для синтеза белковых

молекул, во-вторых, обеспечивает передачу самой

себя в ряду клеточных поколений и поколений орга­ низмов. Обе функции основаны на том, что молеку­ ла ДНК служит матрицей; в первом случае для транскрипции- перекодирования информации в структуру молекул РИК и во втором для реплика­

цни- копирования информации в дочерних молеку­

лах ДИК.

Комплементарность цепей двойной спирали Уот­

сона и Крика предполагает полуконсервативный спо­

соб репликации дик. ЭТО означает, что цепи расхо­

дятся и каждая служит матрицей для синтеза новой

комплементарной последовательности (рис. 37.4). Две образовавшиеся двухспиральные молекулы

ДИК, каждая из которых состоит из одной родите­ льской и одной вновь синтезированной комплемен­

тарной цепи, распределяются между двумя дочерни­

ми клетками (рис. Таким образом, каждая из дочерних клеток получает информацию, идентич­ ную той, которой обладала родительская клетка. В каждой из двух дочерних клеток сохраняется одна цепь от исходной родительской ДИК.

Полуконсервативный механизм репликации

у бактерии Escherichia соН был однозначно проде­

монстрирован в классическом эксперименте Мезел­

сона и Сталя с применением тяжелого изотопа азота в сочетании с равновесным центрифуrированием.

цепь цепь

Рис. 37.4. Двухцепочечная структура ДИК Каждая из двух цепей родительской молекулы ДИК используется в каче­

стве матрицы для синтеза новых комплементарных цепей.

(From J. О. Watson. Molecular biology ofthe Gene 3rd ed. Со­ pyright 1976, 1970, 1965 Ьу W. А. Benjamin, lnc., Menlo Park, Calif.)

ДИК Е. со!; и ДИК человека химически идентичны,

хотя. конечно, последовательности нуклеотидов

в них отличаются и, кроме того, клетка человека со­

держит примерно в 1000 раз больше ДИК, чем бак­ териальная. Оказалось, что химический механизм репликации ДИК-один и тот же у прокариот, та­

ких, как Е. соН, и эукариот, включая человека, несмо­

тря на то что ферменты, вовлеченные в эти процес­

сы, в клетках прокариот и эукариот различаются.

Есть все основания считать, что данные, полученные

при изучении химии нуклеиновых кислот прокарио­

тических организмов, приложимы и к эукариотиче­

ским системам. Действительно, результаты экспери­

ментов с клетками млекопитающих, аналогичных

опытам Мезелсона и Сталя, оказались сопостави­

мыми с данными, полученными ранее на Е. соН.

РНК

5'-фосфоДиэФирными мостиками (рис. 37.6). Хотя

эти два вида нуклеиновых кислот имеют много об­

щего, по ряду признаков они отличаются друг от

друга.

1. у РИК углеводным остатком, к которому при­

соединены пуриновые или пиримидиновые основания

и фосфатные группы, является рибоза, а не 2'-

дезоксирибоза (как у ДИК).

2. Пиримидиновые компоненты РНК отличаются

от таковых у дик. в состав РНК. как и в состав ДИК, входят нуклеотиды аденина, гуанина и цито­ зина. В то же время РНК (за исключением некото­

рых специальных случаев, на которых мы остано­

вимся ниже) не содержит тимина, его место в моле­

куле РНК занимает урацил.

3. РИК-одноцепочечная молекула (в отличие от

ДИК, имеющей двухцепочечную структуру), однако при наличии в цепи РНК участков с комплементар­

обязательно равно содержанию урацила.

5. РНК может быть гидролизована щелочью до 2', 3'-циклических диэфиров мононуклеотидов; в роли промежуточного продукта гидролиза выступает 2', 3', 5'-триэфир, который не образуется при щелочном

гидролизе ДИК из-за отсутствия у последней 2'-

гидроксильных групп; щелочная лабильность РНК (сравнительно с ДИК) является полезным свойством

как для диагностических, так и для аналитических

целей.

Информация, содержащаяся в одноцепочечной РИК, реализуется в виде определенной последовате­ льности пуриновых и ПИРИМИДЦНОВЫХ оснований

(т. е. в первичной структуре) полимерной цепи. Эта

последовательность комплементарна кодирующей

цепи гена, с которой «считывается» РИК. Вследствие комплементарности молекула РНК способна специ­ фически связываться (гибридизоваться) с кодирую­

щей цепью, но не гибридизуется снекодирующей це-

Биологические функции РНК

Известно несколько видов РИК. Почти все они непосредственно вовлечены в процесс биосинтеза белка. Молекулы цитоплазматической РИК, выпол­ няющие функции матриц белкового синтеза, назы­ ваются матричными РНК (мРНК). Другой вид цито­

плазматической РНК- рибосомная РНК (рРНК)­

выполняет роль структурных компонентов рибосом

(органелл, играющих важную роль в синтезе белка).

Адапторные молекулы транспортных РНК (тРНК)

участвуют в трансляции (переводе) информации мРНК в последовательность аминокислот в белках.

Значительная часть РИК- первичных транс­

криптов, образующихся в ЭУIS:ариотических клетках,

включая и клетки млекопитающих,- подвергается

деградации в ядре и не играет какой-либо структур­

ной или информационной роли в цитоплазме. В ку-