Природа межнуклеотидных связей

Природа межнуклеотидных связей. Работы по определению способа соединения нуклеотидов в полимерных молекулах НК были успешно завершены в начале 50-х годов сразу после того, как была установлена структура нуклеотидов и изучены некоторые свойства их производных главным образом эфиров. К этому же времени были разработаны методы выделения и очистки ДНК и РНК, так что исследование природы межмономерных связей проводилось с использованием чистых, хотя и сильно деградированных препаратов НК. Первые сведения о типе межмономерной, или, как ее принято называть, межнуклеотидной связи были получены с помощью потенциометрического титрования.

Эти сведения свидетельствовали о наличии как в РНК, так и в ДНК только одной гпдроксильной группы у каждой фосфатной группы рКа1. На основании этого было сделано заключение, что НК содержит структурную единицу дизамещенной фосфорной кислоты.

Естественно было предположить, что фосфатные остатки сшивают нуклеозиды за счет двух своих гидроксилов, а один остается свободным.

Оставалось выяснить, какие части нуклеозидных фрагментов участвуют в образовании связи с фосфатными группами. Поскольку НК могут быть дезаминированы действием азотистой кислоты, очевидно, что аминогруппы пиримидиновых и пуриновых оснований не принимают участия в образовании межнуклеотидной связи. Помимо этого потенциометрическое титрование указывало, что и оксоокси-группы остатков гуанина и урацила, входящих в состав НК, свободны.

На основании этих данных было сделано заключение о том, что межнуклеотидные связи образованы фосфатной группой и гидроксильными группами углеводных остатков т. е. что они являются фосфодиэфирными, которые, следовательно, и являются ответственными за образование полимерной цепи НК. Таким образом, то, что принято обычно называть межнуклеотидной связью, представляет собой по существу узел, включающий систему связей где С первичный или вторичный атомы углерода остатка углевода.

При гидролизе ДНК и РНК в зависимости от условий реакции, образуются нуклеотиды с разным положением фосфатного остатка Если предположить, что в НК все межнуклеотидные связи идентичны, то, очевидно, что они могут включать помимо фосфатного остатка только З-гидроксильную группу одного нуклеозидного звена и 5-гидроксильную группу другого нуклеозидного звена 3 У-связь. В случае же их неравноценности в полимерной цепи ДНК могли бы одновременно существовать три типа связей 3 5, 3 3 и 5 5. Для РНК за счет участия 2-гидpoкcилыIoй группы число типов связи должно было быть еще больше. Установить истинную природу межнуклеотидных связей в нативных ДНК и РНК удалось в результате направленного расщепления биополимеров с помощью химического и ферментативного гидролиза и последующего выделения и идентификации полученных при этом фрагментов. 5.1.