Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Кристаллографическое исследование структурной изменчивости фрагментов ДНК : диссертация ... доктора физико-математических наук : 01.04.18

Год: 1999

Номер работы: 338529

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

Долгое время метод рентгеновской дифракции на волокнах был основным методом изучения структуры ДНК. Именно с помощью дифракции на волокнах была открыта двойная спираль, описаны две ее основные структурные формы, В и А, определены средние спиральные параметры этих форм и изучены некоторые особенности их поведения в различном окружении. Тем не менее, структурная информация, которую позволяет получить рентгеновская дифракции на волокнах, ограничена и для изучения детальной структуры молек

ГЛАВА 1. Дискуссия: тонкая структура и структурная изменчивость двойной спирали. Задачи диссертационной работы. Двадцать лет назад, в декабрьском номере журнала "Nature" за 1979 год, появилась первая статья, описывающая детальную пространственную первая структуру короткого фрагмента ДНК (Wang et al., 1979). Это была структура ДНК, исследованная с помощью рентгеноструктурного анализа монокристаллов и, к тому же, с высоким разрешением,

0.9 Â . Не только детали, но и общая ст

1.1 Дифракция на волокнах и разные формы двойной спирали К моменту возникновения кристаллографии ДНК о структуре этой молекулы знали многое, поскольку в течение предшествующих 25 лет ее изучали методом дифракции на волокнах, с помощью которого и была открыта двойная спираль (Watson & Crick, 1953). Пример рентгенограммы волокна ДНК приведен на рис.

1.1 (здесь и далее из книги Зенгер, русский перевод 1987). В волокне спиральные молекулы ДНК ориентированы вдоль одного и того же напра

1.2 Появление кристаллографии олигонуклеотидов В значительной степени сведения о структуре ДНК, полученные с помощью дифракции на волокнах и конформационных расчетов, впоследствии подтвердились. Однако, необходимость детализации знаний о структуре этой важной молекулы требовала новых подходов к ее изучению. Детальную информацию о структуре двойной спирали мог бы дать рентгеноструктурный анализ монокристаллов, но для этого кристаллизовать надо было не целую молекулу ДНК, а ее не очень длинны

1.2.2 Чередующаяся пурин-пиримидиновая последовательность фрагмента важна для образования Z-ДНК, поскольку энергетические расчеты показывают, что для пуринов антии смн-конформации приблизительно равновероятны, тогда как для пиримидинов сш-конформация энергетически не выгодна (Hashmeyer & Rich, 1967). После открытия Z-ДНК сразу же возник вопрос о ее биологической роли, что стимулировало поиск областей с чередующимися пурин-пиримидиновыми участками в природных ДНК, а также белков, взаим

1.2.3 Кристаллическая упаковка Х-ДНК также важна для дальнейшего рассмотрения, поскольку контакты фрагмента с окружением могут оказывать влияние на его структуру. На сегодняшний день в N 0 6 представлено 47 фрагментов 2-ДНК (не считая четырех, которые являются объектом данной работы). В подавляющем большинстве случаев в кристаллах образуются псевдонепрерывные спирали 2-ДНК, которые укладываются параллельно друг другу так, что каждая оказывается окруженной шестью соседями по принципу максималь

1.3 Тонкая структура двойных спиралей Ви А-ДНК. Задача накопления структурной информации о разнообразных фрагментах ДНК стимулировала появление исследовательских групп, занимающихся кристаллографией ДНК в разных странах. Ежегодный прирост числа исследованных фрагментов показывает диаграмма, приведенная на рис.

1.13. Диаграмма взята из обзора с названием «Кристаллография Д1Ж входит в пору совергиеннолетия», который был опубликован в 1993 году. Авторы 301 21 20- • — - отмечают, что

. Вопрос о том, действительно ли тонкая структура спирали используется белками для идентификации своего участка, приобрел особую актуальность после опубликования результатов рентгеноструктурного исследования комплекса ?г/?-репрессора со своим оператором (Otwinowski et al., 1988). Гг/>-репрессор принадлежит к классу белков, содержащих в качестве «ДНК-узнающего» структурного элемента мотив helix-turnhelix, с общей схемой «узнавания», показанной на рис.

1.14: спираль аг заякоривает спир

1.3.2 Правила Калладайна. Если белком такое непрямое "узнавание" именно нуклеотидной последовательности обнаружено, значит, последовательность формирует тонкую структуру двойной спирали, которую узнает репрессор, когда связывается с сахарофосфатным остовом участка. Поэтому необходимо понять связь между последовательностью и тонкой структурой спирали. По этому пути и пошли кристаллографы вначале. Первая попытка придумать правила, объясняющие закономерности в нерегулярност

1.3.3 Определения, используемые при описании структуры ДНК. В данном разделе рассмотрены характеристики структуры ДНК, которые в настоящее время используются при ее описании. Помимо рекомендаций IUPAC-IUB (1983) приведен также набор параметров, который введен Диккерсоном с соавторами (Fratini et al., 1982; Dickerson, 1983), обсужден на рабочем совещании ЕМВО (Cambridge, U K , 1988) и подробно описан в работе (Dickerson et al., 1989). На рис.

1.19 изображен фрагмент нити ДНК с нуклео

1.4 Форма двойной спирали в кристаллах олигонуклеотидов После введения определений и создания Р. Диккерсоном компьютерной программы КЕАЛЛНЕЫХ (см. Главу 2), позволяющей проводить анализ структуры фрагментов в терминах введенных понятий, задача накопления данных о тонкой структуре двойной спирали стала более ясной. Однако дальнейшие исследования не только не привели к подтверждению изложенных выше правил, определяющих тонкую структуру фрагмента по его нуклеотидной последовательности, но по

1.5 Влияние окружения на структуру фрагмента ДНК Хотя при сравнении тонкой структуры фрагментов, принадлежащих одному и тому же изоморфному классу, обнаруживались различия, которые приписывались влиянию последовательности на структуру, при сопоставлении между собой различных изоморфных классов выяснялось, что в структурах внутри класса больше сходного, чем различного. Ниже приводятся примеры результатов сравнения подобного рода для октамеров и декамеров А-ДНК, взятые из работ (КатаЫзЬпап &a

1.6 Структурная изменчивость фрагментов ДНК. Задачи диссертационной работы Следует фрагментов согласиться ДНК в с тем, что различия локальных действительно параметров являются изоморфных кристаллах следствием различий в последовательности. Но правильнее будет сказать, что это то следствие, которое проявляется в данном окружении. Не факт, что в другом окружении вместе со структурой каждого фрагмента не изменится и само различие. Другими словами, если структура фрагмента ДНК мен

2.1 Об отличиях в кристаллизации олигонуклеотидов и белков Если говорить о кристаллизации, то главное, о чем следует упомянуть, это отличие в общем устройстве белковых молекул и ДНК. Первые формируют элементы вторичной которой структуры, складывающиеся боковые затем в глобулу, на поверхности располагаются группы аминокислотных остатков. Вторая образуют из двух нитей спираль, у которой снаружи оказывается основная цепь. Для кристаллизации это существено, потому что боковые группы различ

2.2 Методы определения структуры олигонуклеотидных дуплексов

2.2.1 Тяжелоатомные производные. Структуры первых исследованных фрагментов ДНК были определены методом тяжелоатомных производных, MIR (Бландел и Джонсон, русский перевод 1979), причем в случае фрагментов Z-ДНК его применение было совершенно обосновано. Действительно, для прямых методов олигонуклеотиды были слишком велики, а для метода молекулярного замегцения, где поиск решения можно было бы пытаться вести С идеализированной моделью молекулы, не хватало знания о структуре Z-ДНК. Оставались,

2.2.2 Прямой поиск. При определении структуры первого фрагмента А- ДНК, октамера G G T A T A C C , также было синтезировано его Вг-производное (Shakked et al., 1981). В этом случае оба тимина были заменены на 5Вг-уридин GGBrUABrUaCC. Оба октамера были закристаллизованы и образовали изоморфные кристаллы. Для обоих были набраны рентгеновские данные и определена структура. При этом структура каждого из октамеров определялась независимо и в обоих случаях был применен новый подход, базирующийся

2.2.4 Молекулярное замещение. Программа AMoRe. В некоторых статьях метод прямого поиска, описанный в п.

2.2.2, относят к методам молекулярного замещения на том основании, что в процессе его применения отыскивается решение для уже известной приблизительной модели структуры, которая затем уточняется. Мы будем подразумевать под молекулярным замещением его ставшее общепринятым среди кристаллографов понимание нахождение ориентации и положения модели в ячейке с помощью расчета для нее функци

2.3 Кристаллографическое уточнение. Программа X-PLOR. Как ясно из изложенного, метод молекулярного замещения в случае успеха приводит к нахождению решения для модельной структуры, которая всегда приблизительна. К такому же приблизительному структурному карт результату приводят и другие подходы (например, интерпретация электронной плотности, построенных с использованием фаз, рассчитанных с помощью MIR). Поэтому после того, как «элементарную ячейку заполнили» верно сориентированными и прав

2.4 Анализ структуры фрагментов двойных спиралей. Программы NEWHELIX и CURVES. Для оценки опцию качества уточнения структуры программа контакты X-PLOR между представляет G E O M A N A L , которая проверяет нековалентно связанными атомами и геометрические характеристики конечной структуры, сопоставляя их с идеальными величинами и выписывая список всех отклонений, превышающих заданные пользователем стандарты. При этом также вычисляются среднеквадратичные отклонения длин связей