Денатурация, ренатурация и гибридизация нуклеиновых кислот

Под действием ионизирующей радиации, высокой температуры, сильного взбалтывания, экстремальных значений рН, а также ряда органических растворителей, таких, как спирт или ацетон, белки изменяют свое естественное состояние. Нарушение природной (нативной) структуры белка называют денатурацией. Подавляющее большинство белков утрачивает при этом биологическую активность, хотя первичная структура их после денатурации не меняется. Дело в том, что в процессе денатурации нарушаются вторичная, третичная и четвертичная структуры, обусловленные слабыми взаимодействиями между аминокислотными остатками, а ковалентные пептидные связи не разрываются. Необратимую денатурацию можно наблюдать при нагревании жидкого и прозрачного белка куриного яйца: он становится плотным и непрозрачным. Денатурация может быть и обратимой. После устранения денатурирующего фактора многие белки способны вернуть естественную форму, т.е. ренатурировать

Способность белков к обратимому изменению пространственной структуры в ответ на действие физических или химических факторов лежит в основе раздражимости - важнейшего свойства всех живых существ.

Гибридизация ДНК, гибридизация нуклеиновых кислот — соединение in vitro комплементарных одноцепочечных нуклеиновых кислот в одну молекулу. При полной комплементарности объединение происходит легко и быстро, а в случае частичной некомплементарности слияние цепочек замедляется, что позволяет оценить степень комплементарности. Возможна гибридизация ДНК-ДНК и ДНК-РНК.

1)Двуцепочечную ДНК разогревают в соответствующем буфере.

2)Из-за изменения внешних условий, водородные связи между комплементарными азотистыми основаниями становятся термодинамически невыгодными и цепочки расходятся.

3)Препарат денатурированных ДНК затем смешивается с другой денатурированной ДНК.

4)Препараты далее медленно охлаждаются, при этом одноцепочечные ДНК отжигаются друг на друга (образуются водородные связи между комплементарными основаниями), при этом образуется «гибридная» молекула ДНК.

Анализ скорости отжига одноцепочечных ДНК позволяет оценивать сходства и различия в последовательностях ДНК между видами или особями одного вида.

Молекулярная организация хромосом.

ХРОМОСОМЫ— специализированные структуры клеток, предназначенные для хранения наследственной информации и правильного ее распределения в период деления клеток.

Хромосома представляет собой фактически одну длинную хроматиновую нить, образованную гигантской молекулой ДНК

Клетки человека содержат 4G хромосом (23 пары). Изменения в числе или строении как отдельных X., так и всего хромосомного набора приводят к резкому изменению организма и служат причиной возникновения хромосомных болезней (см. Наследственные болезни). Роль хромосом как спец. клеточных структур, содержащих в себе наследственную информацию и предназначенных не только хранить эту информацию в ряду поколений клеток и организмов (см. Генетика), но и обеспечивать реализацию этой информации по мере развития организмов (см. Ген, Генетический код), находит свое отражение в тонком строении хромосом — их молекулярной организации. Хроматиновая нить, слагающая X., образована единой, тянущейся по всей длине хроматиновой нити молекулой дезоксирибонуклеиновой к-ты — ДНК (см. Нуклеиновые кислоты), соединенной со специализированными ядерными белками нескольких типов. Часть этих белков образует структурную основу хроматиновой нити, на к-рую как бы нанизывается молекула ДНК. В частности, одна группа ядерных белков, соединенная с участком молекулы ДНК, образует элементарную структурную единицу хроматиновой нити — так наз. нуклеосому (2). Диаметр ее составляет ок. 100—110 ангстрем (100—110 стомиллионных частей сантиметра). Ряд последовательно расположенных нуклеосом образует хрома-тиновую нить. Нуклеосомы видны под электронным микроскопом.