Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫ

МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫ, пуриновые и пиримидино-выс нуклеозиды, входящие в молекулы прир. нуклеиновых к-т в относительно небольших кол-вах. В отличие от наиб. распространенных нуклеозидов (аденозина, гуанозина, ури-дина, тимидина и цитидина) содержат модифицир. гетеро-циклич. основания и(или) остатки рибозы или дезоксири-бозы.

Минорные нуклеозиды обнаружены практически во всех нуклеиновых к-тах. Наиб. высокое содержание минорных нуклеозидов наблюдается у эукариотич. транспортных РНК (тРНК), у к-рых доля минорных нуклеозидов достигает 20-25% от общего кол-ва нуклеозидов. Значительно меньше (1-2%) минорных нуклеозидов в рибосомных РНК (рРНК). У последних минорные нуклеозиды сосредоточены в огранич. числе мест. В отличие от РНК содержание минорных нуклеозидов в ДНК разных организмов сильно варьирует. Так, в ДНК насекомых минорные нуклеозиды достоверно не обнаружены, в ДНК позвоночных их содержится 1-2%, а у растений эта величина достигает 3-8%. Минорные нуклеозиды находятся в ДНК обычно не в уникальных, а в повторяющихся последовательностях.

Характер модификаций в минорных нуклеозидах варьирует очень широко, но в значит. степени преобладает N-, О- и С-метилирование оснований.

В ДНК растит. и животных тканей встречается, как правило, только 5-мстил-2'-дезоксицитидин (обозначается m5dC; ф-ла I, X = Н, Y = СН3; dRib-остаток 2'-дезокси-рибозы), а у прокариот (бактерии и синезеленые водоросли)-также его изомер (m4dC; ф-ла I, X = СН3, Y = H) и N6-метил-2'-дезоксиаденозин (m6dA; ф-ла II); в меньших кол-вах присутствуют N1-метил- и N2 -диметил-2'-дезоксигуанозин (m1dG и m22dG; ф-ла III, соотв. X = СН3, Y = Н и X = Н, Y = СН3). Единственная отличная от метилирования модификация в ДНК состоит в замене 5-метильной группы тимина в ДНК Т-четных фагов (вирусов бактерий) на гидроксиметильную группу, к-рая м. б. также гликозилирована.

Минорные нуклеозиды


В РНК бактерий метилированию подвергаются в осн. гетероциклич. основания, тогда как у высших организмов минорные нуклеозиды в РНК представлены гл. обр. 2-О-метилрибозидами (Nm; ф-ла IV, В-основание). Наиб. структурное разнообразие минорных нуклеозидов характерно для тРНК, где м. б. модифицированы все четыре типа нуклеозидных звеньев. При этом минорные нуклеозиды образуются не только в результате присоединения к ге-тероциклу или к экзоциклич. аминогруппе разл. группировок, в простейшем случае - группы СН3 (напр., 5-мети-луридин-т5U; ф-ла V, X = Y = О, Z = СН3, Rib-остаток рибозы), но также в результате восстановления двойной связи в положении 5,6 пиримидина (5,6-дигидроуридин-hU; ф-ла VI).

Кроме того, минорные нуклеозиды могут образовываться в результате замены карбонильного атома кислорода на атом серы (2-или 4-тиоуридин-S2U и S4U; ф-ла V, соотв. X = S, Y = О, Z = Н и X = О, Y = S, Z = H) или аминогруппы на гидро-ксил (инозин-ф-ла VII), а также в результате изменения взаимного расположения урацильного и углеводного остатков с образованием С-гликозидной связи (5-рибозилурацил, или псевдоуридин,-y; ф-ла VIII).

Известно немало минорных нуклеозидов, модифицированных по двум позициям (напр., 5-мстил-2-тиоуридин-m5s2U; ф-ла V, X = S, Y = О, Z = СН3), а также минорные нуклеозиды с заместителями, образующимися в результате ряда последовательных модификаций, напр. производное уридина (mcm5s2U; ф-ла V, X = S, Y = О, Z = CH2COOCH3) и аденозина (ms2t6A; ф-ла IX), в т.ч. циклизации (напр., виозин-W; ф-ла X). Такие гипермодифицированные минорные нуклеозиды всегда занимают в молекуле тРНК позицию 37, т.е. соседствуют с 3'-концевым нуклеозидом антикодона- участка молекулы тРНК, состоящего из трех нуклсотидов и узнающего соответствующий ему участок из трех нуклеотидов (кодон) в молекуле матричной РНК при трансляции (синтезе белка на РНК-матрице).

Образование минорных нуклеозидов в РНК и ДНК происходит на поли-нуклеотидном уровне (т. е. после того, как полимерная цепь уже сформирована) путем переноса соответствующих групп спeциализир. ферментами с доноров в определенные положения нуклеиновой к-ты. Полнее всего изучено метилиро-вание, к-рое во всех случаях (за одним исключением) осуществляется с участием S-аденозилметионина - универсального донора метильной группы. Ферменты, катализирующие образование минорных нуклеозидов, высокоспецифичны к определенному нуклеозиду и к разным позициям его в молекуле.

Описано влияние ДНК с метилир. основаниями на ряд процессов (экспрессия генов, репликация и др.), однако мол. механизмы, лежащие в основе этого явления, не выяснены. Несколько больше известно о роли минорных нуклеозидов в ф-ции тРНК. Возрастание кол-ва минорных нуклеозидов в тРНК по мере усложнения организмов указывает на то, что они имеют отношение к добавочным, напр. регуляторным, ф-циям тРНК, поскольку фундам. механизмы переноса аминокислот сходны во всех организмах. Даже самая простая модификация, напр. ме-тилирование, влияет на конформацию молекулы, меняя способность к образованию водородных связей и стэкинг-взаимод. между основаниями. Т. обр., влияние минорных нуклеозидов на ф-ции тРНК осуществляется, вероятно, через изменение ее конформации, причем разные по структуре и положению минорные нуклеозиды, безусловно, играют разл. роль. Напр., неизменность локализации гипермодифицированных минорных нуклеозидов с 3'-стороны от антикодона позволяет предположить их участие в считывании кодона. Минорные нуклеозиды в рРНК, по-видимому, участвуют в приобретении молекулой конформации, необходимой для взаимод. с рибосомными белками.


===
Исп. литература для статьи «МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫ»: Органическая химия нуклеиновых кислот, М., 1970; Романов А. Г., Ванюшин Б. Ф., "Биологические науки", 1980, № 11, с. 5-20; их же, там же, 1981, № 1, с. 5 13; Saenger W., Principles of nucleic acid structure, N. Y., 1984.

Т. В. Вeнкстерн.

Страница «МИНОРНЫЕ НУКЛЕОЗИДЫ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн