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 наличие как в РНК, так и в ДНК только одной гидроксильной группы у каждой фосфатной группы.
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 оксо окси -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. 6.1.