Структура нуклеиновых кислот. Триплексы. Лекция 2

1. Лекция 2

ЛЕКЦИЯ 2
Структура нуклеиновых кислот

2.

3. Триплексы

ТРИПЛЕКСЫ
• Такие комплексы (из трех цепей) образуются из цепей
ДНК, РНК и различных неприродных аналогов
нуклеиновых кислот.
• Третья цепь обычно связывается с имеющимся
дуплексом (со стороны большой бороздки).
• Для формирования триплекса необходимо наличие в
одной из цепей дуплекса полипуринового тракта
(некоторое количество пуринов подряд в одной цепи).
• Пространственная структура триплекса формируется
на основе триплетов азотистых оснований.

4. Триплеты прямые

ТРИПЛЕТЫ ПРЯМЫЕ
Хугстиновская пара
Хугстиновская пара
Параллельно пуриновому тракту

5. триплеты обращенные

ТРИПЛЕТЫ ОБРАЩЕННЫЕ
Антипараллельно пуриновому тракту

6. Ориентация третьей цепи

ОРИЕНТАЦИЯ ТРЕТЬЕЙ ЦЕПИ
Параллельная:
Антипараллельная:
Дуплекс
Дуплекс
3’-TTCTTTCTCCTTC-5’
5’-AAGAAAGAGGAAG-3’
3’-TTCTTTCTCCTTC-5’
5’-AAGAAAGAGGAAG-3’
5’-TTCTTTCTCCTTC-3’
3’-AAGAAAGAGGAAG-5’
Третья цепь
Третья цепь

7. Расположение третьей цепи

РАСПОЛОЖЕНИЕ
ТРЕТЬЕЙ ЦЕПИ
• Большая бороздка

8. H-ДНК

9. Н ДНК

10. неизоморфные триплеты

НЕИЗОМОРФНЫЕ ТРИПЛЕТЫ

11. G-Квадруплексы

G-КВАДРУПЛЕКСЫ

12. Варианты квадруплексов

ВАРИАНТЫ КВАДРУПЛЕКСОВ
мономолекулярный
мономолекулярный
тетрамолекулярный
все цепи параллельны
• d[AGGG(TTAGGG)3]

13. Типы квадруплексов

ТИПЫ КВАДРУПЛЕКСОВ
Бимолекулярный
цепи антипараллельны

14. Суперспирализация

СУПЕРСПИРАЛИЗАЦИЯ
L=T+W
Плектонемная
компактизация

15.

16.

17.

18. Структура «крест» (cruciform)

СТРУКТУРА «КРЕСТ»
(CRUCIFORM)
последовательности - палиндромы

19. Паранемный дуплекс

ПАРАНЕМНЫЙ ДУПЛЕКС
• Плектонемный – цепи
обвивают друг друга
• Паранемный – взаимных
обвивов нет

20. ДНК как материал

ДНК КАК МАТЕРИАЛ

21. ДНК архитектура

ДНК АРХИТЕКТУРА

22. ДНК-оригами

ДНК-ОРИГАМИ
Hyungmin Jun, et al. Science Advances 02 Jan 2019 : eaav0655
Tørring, Thomas et al. Chemical Society reviews. 40. 5636-46.

23. Пространственная Структура РНК

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ
СТРУКТУРА РНК

24. Размеры нуклеиновых кислот

РАЗМЕРЫ НУКЛЕИНОВЫХ
КИСЛОТ

25.

26. Элементы вторичной структуры одноцепочечных нуклеиновых кислот

ЭЛЕМЕНТЫ ВТОРИЧНОЙ СТРУКТУРЫ
ОДНОЦЕПОЧЕЧНЫХ НУКЛЕИНОВЫХ
КИСЛОТ

27. Структура транспортной РНК

СТРУКТУРА ТРАНСПОРТНОЙ
РНК

28.

29. Структура рибосомной РНК

СТРУКТУРА РИБОСОМНОЙ РНК
вторичная структура
пространственная структура

30. Электрофорез

ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
• Движение заряженных частиц под действием
электрического поля
• Скорость частицы зависит от
• Напряженности эл. поля
• Массы
• Заряда
• Плавучей плотности
• Диэлектрической проницаемости растворителя
• Вязкости растворителя

31. полиакриламидный гель

ПОЛИАКРИЛАМИДНЫЙ ГЕЛЬ
• Полиакриламидный гель
• Денатурирующие условия (8М мочевина)

32. Радикальная полимеризация

РАДИКАЛЬНАЯ
ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ

33. Гель-электрофорез

ГЕЛЬ-ЭЛЕКТРОФОРЕЗ
электрод
карман
длинные
фрагменты
образцы
электролит
гель
короткие
фрагменты
кювета
электрод

34.

35.

36.

37.

38.

39.

40.

41.

42.

43.

44.

• Гель электрофорез позволяет разделять нуклеиновые
кислоты по размеру молекулы (у природных
нуклеиновых кислот M/Z практически не зависит от
длины цепи)
• Правильный выбор размера пор геля позволяет
разделять фрагменты нуклеиновых кислот в нужном
диапазоне длины цепи
• Размер пор регулируется
• суммарной концентрацией акриламида
• соотношением акриламид:бисакриламид
A) диапазон 50-200 нуклеотидов, одноцепочечные
молекулы, денатурирующие условия
B) диапазон 1000 – 6000 пар нуклеотидов,
двуцепочечные ДНК, нативные условия
C) хромосомная ДНК 200 тыс. п.н. – 2,5 млн. п.н.

45. Визуализация (Имиджинг)

ВИЗУАЛИЗАЦИЯ (ИМИДЖИНГ)
• использование образцов, содержащих метку
• окрашивание гелей после разделения

46. метка

МЕТКА
• ковалентно связанная с исследуемой молекулой
группа атомов со специфическими свойствами.
• позволяет качественно или количественно
регистрировать исследуемую молекулу в различных
образцах
• виды меток для нуклеиновых кислот:
• радиоизотопные
• флуоресцентные красители
• спиновые метки

47. Радиоизотопные метки

РАДИОИЗОТОПНЫЕ МЕТКИ
• Введение концевой радиоактивной метки в состав цепи ДНК:
Гамма-32Р-нуклеозидтрифосфат

48. Авторадиография

АВТОРАДИОГРАФИЯ
• Рентгеновская пленка (низкая чувствительность)
• Накопительные экраны (высокая чувствительность)
сканирование специальным сканером
(Phosphorimager)

49. Красители-метки

КРАСИТЕЛИ-МЕТКИ
Предварительно ковалентно присоединяют к исследуемым НК
• 5(6)-Карбоксиметилродамин
• Cy5®
• Alexa Fluor™ 488

50. Сканирование Флуоресценции

СКАНИРОВАНИЕ
ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ
• Длина волны возбуждения и
детекции определяется структурой
красителя-метки.
Высокая чувствительность (+)
Нельзя использовать в жестких
условиях (-)

51. красители

КРАСИТЕЛИ
• Низкоспецифичное окрашивание после проведения разделения в геле
StainsAll
Толуидиновый синий

52. Флуоресцентные красители

ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЕ КРАСИТЕЛИ
Этидия бромид
(возбуждение в УФ)

53. SYBR Green I

SYBR GREEN I
• Возбуждение в видимой области