The interaction between a cationic poly(amido amine) (PAMAM) dendrimer of generation 4 and double-stranded salmon sperm DNA in 10 mM NaBr solution has been investigated using dynamic light scattering (DLS) and steady-state fluorescence spectroscopy. The structural parameters of the formed aggregates as well as the complex formation process were studied in dilute solutions. When DNA is mixed with PAMAM dendrimers, it undergoes a transition from a semiflexible coil to a more compact conformation due to the electrostatic interaction present between the cationic dendrimer and the anionic polyelectrolyte. The DLS results reveal that one salmon sperm DNA molecule forms a discrete aggregate in dilute solution with several PAMAM dendrimers with a mean apparent hydrodynamic radius of 50 nm. These discrete complexes coexist with free DNA at low molar ratios of dendrimer to DNA, which shows that cooperativity is present in the complex formation. The formation of the complexes was confirmed by agarose gel electrophoresis measurements. DNA in the complexes was also found to be significantly more protected against DNase catalyzed digestion compared to free DNA. The number of dendrimers per DNA chain in the complexes was found to be approximately 35 as determined by steady-state fluorescence spectroscopy.
In this paper, we consider the mutagenic properties of the 2-aminopurine (2AP), which has intrigued molecular biologists, biophysicists and physical chemists for a long time and been widely studied by both experimentalists and theorists. We have shown for the first time using QM calculations, that 2AP very effectively produces incorporation errors binding with cytosine (C) into the wobble (w) C·2AP(w) mispair, which is supported by the N4H⋯N1 and N2H⋯N3 H-bonds and is tautomerized into the Watson–Crick (WC)-like base mispair C*·2AP(WC) (asterisk denotes the mutagenic tautomer of the base), that quite easily in the process of the thermal fluctuations acquires enzymatically competent conformation. 2AP less effectively produces transversions forming the wobble mispair with A base – A·2AP(w), stabilized by the participation of the N6H⋯N1 and N2H⋯N1 H-bonds, followed by further tautomerization A·2AP(w) → A*·2AP(WC) and subsequent conformational transition A*·2AP(WC) → A*·2APsyn thus acquiring enzymatically competent structure. In this case, incorporation errors occur only in those case, when 2AP belongs to the incoming nucleotide. Thus, answering the question posed in the title of the article, we affirm for certain that 2AP induces incorporation errors at the DNA replication. Obtained results are consistent well with numerous experimental data.
Пошук універсальних фізико-хімічних підвалин специфічності взаємодії між компонентами нуклеопротеїдних комплексів і встановлення ролі прототоропної таутомерії і конформаційної мінливості компонентів нуклеїнових кислот та перенесення протону в елементарних актах білково-нуклеїнового та нуклеїново-нуклеїнового впізнавання.
Дослідження методами обчислювальної біології фізико-хімічних властивостей ДНК, її компонентів та білково-нуклеїнових комплексів; пошук фізико-хімічних механізмів, відповідальних за точність синтезу ДНК.
Первый соавтор работы указанной в моем предыдущем посте является сотрудником в том числе этого отдела
Волновой геном №32. Беседы с Петровичем о главном
30 Дек 2017 06:25 #5555
Лимародессе.
Игорь, багодарю за статью, которая однозначно и независимо доказывает омонимию ген. кода, которую предсказал и опубликвал в 1997г. в моногорафии Волновой генетический код. Доказывает на примере кодирования селеноцистеина. Экспериментально очень мощная рабта, но слабая в теор. плане. Авторы не понимают роли двусмысленного кодирования аминокислот кодоном омонимом.
Вот эта работа:
-9-2009
Genetic Code Supports Targeted Insertion of Two
Amino Acids by One Codon
Anton Turanov
University of Nebraska - Lincoln
Alexei Lobanov
University of Nebraska - Lincoln
Dmitri E. Fomenko
University of Nebraska - Lincoln,
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Hilary Morrison
Josephine Bay Paul Center, Marine Biological Laboratory, Woods Hole, MA 02543, USA
Mitchell Sogin
Josephine Bay Paul Center, Marine Biological Laboratory, Woods Hole, MA 02543, USA
Абстракт
Считается, что строгое взаимно однозначное соответствие между кодонами и аминокислотами является важной особенностью генетического кода. Тем не менее, мы сообщаем, что один кодон может кодировать две разные аминокислоты с выбором вставленной аминокислоты, определенной специфической 3'-нетранслируемой структурой области и расположением кодона с двойной функциональностью в РНК-мессенджере (мРНК). Мы обнаружили, что кодон UGA указывает на введение селеноцистеина и цистеина в ресничном Euplotes crassus , что двойное использование этого кодона может происходить даже внутри одного и того же гена и что структурные механизмы мРНК Euplotes сохраняют зависимую от местоположения двойную функцию UGA, когда выраженный в клетках млекопитающих. Таким образом, генетический код поддерживает использование одного кодона для кодирования нескольких аминокислот.
Волновой геном №32. Беседы с Петровичем о главном
30 Дек 2017 07:04 #5556
Петрович это спасибо не мне, эту работу в свое время нашел и разместил здесь на форуме покойный Олег. Вы просто невнимательно читали его внешне сумасбродные посты.
...один и тот же триплет используется и для цистеина, и для селеноцистеина. Эти аминокислоты встраиваются в белок разными тРНК, но обе тРНК «узнают» триплет ТГА.
Но как это происходит? Как рибосома читает эту мРНК и как она «узнает», какую аминокислоту встроить?
Чтобы ответить на этот вопрос, мы изучили белок тиоредоксинредуктазу, ген которого содержит 7 кодонов ТГА. Первые 6 всегда кодируют цистеин, а последний - селеноцистеин. Чтобы понять, связана ли эта функция с конкретной позицией или же положением относительно начала и конца мРНК, мы стали переставлять ТГА-кодон в разные места. Постепенно стало понятно, что с начала белковой цепочки и почти до самого конца (20 последних аминокислот) встраивается цистеин. Но если этот триплет находится среди последних 20 «генетических букв», на место цистеина встает селеноцистеин.
Тогда и стало понятно, как всё работает. В «нечитаемой» области мРНК стоит петлеобразная структура. По-видимому, когда рибосома начинает транслировать мРНК, эта структура просто недоступна, и никак не может повлиять на процесс трансляции. В таких случаях на место ТГА встаёт цистеин.
Как только рибосома продвигается дальше, это каким-то образом сказывается не только на области трансляции, но и на всей молекуле мРНК. В результате в синтезируемый белок вместо цистеина вводится селеноцистеин.
Насколько вы уверены в описанном механизме, ведь непосредственно «разглядеть» как это происходит попросту невозможно?
Точная структура любой большой молекулы РНК или общая структура мРНК до конца не известны и труднопредсказуемы, так что увидеть, как этот петлеобразный элемент «мешает» или «помогает» попросту невозможно. Но проделанные нами эксперименты позволяют сказать это с очень большой вероятностью...
Это первое исключение из классических свойств генетического кода?
То, что один кодон кодирует две аминокислоты, продемонстрировано нами впервые.
Наиболее близкая к этому ситуация встречается у некоторых дрожжей. У них на место одного кодона тоже могут встраиваться две аминокислоты, но это происходит наугад. Дело в том, что один из видов тРНК, транспортирующих аминокислоты к рибосоме, не «различает» две из них, и в результате в белок встраивается та, что просто оказалась рядом. Кроме того, начало синтеза белка и встраиванием аминокислоты метионин кодируется одним и тем же кодоном АТГ.
Другое своеобразное «исключение» - 21-я и 22-я аминокислоты, неизвестные на момент составления кодон-аминокислотного словаря. Это уже упомянутый селеноцистеин и пирролизин, открытый Джо Крыски лишь в 2002 году. 21-я аминокислота встречается редко, но во многих организмах, (например, у человека мы обнаружили 25 кодирующих селеноцистеин генов). Пирролизин в основном остается прерогативой небольшой группы архей.
Ещё можно упомянуть митохондриальные коды, а так же различия в «прочтении» между отдельными организмами, когда изменяется код, но не правила, по которым он работает.
Большинство этих исключений описано у прокариот. Как Вы думаете, связано ли это с тем, что эукариоты научились регулировать работу своего генома другими методами?
И у эукариот есть исключения, только в случае эукариот они не настолько хорошо изучены. Возможно, что-то изменится с появлением геномных последовательностей других одноклеточных эукариот. У обитающих на Земле как минимум 600 миллионов лет одноклеточных эукариот силиатов, к которым принадлежит Euplotes, известно очень много вариаций генетического кода. Например, у силиата тетрахимены, аминокислота глутамин кодируется через ТАГ и ТАА, а ТГА остается единственным стоп-сигналом.
ТГА - в некотором смысле уникальный триплет, ведь он является ещё и стоп-кодоном. Как Вы думаете, возможен ли этот феномен для других кодонов? Где стоит искать?
We propose that the DNA within the chromatin behaves as a dynamic combinatorial library capable of forming novel structures by reversible processes. We also hypothesize that states within the library may be linked via quantum tunneling. RNA polymerase then could scan these states and the system decoheres to the “appropriate” state. Two ways of sustaining quantum coherence at relevant time scales could be possible, first, screening: the quantum system can be kept isolated from its decohering environment, second, the existence of decoherence free subspaces .We discuss the role of superconductivity in
context of avoiding decoherence in context of our hypothesis
Волновой геном №32. Беседы с Петровичем о главном
31 Дек 2017 06:52 #5565
Все таки хочется узнать у местных почитателях Волновых Завихрений следующее...
1. Можно ли считать, что абстрактный переключатель на три положения (имитирующих стоп-кодоны) есть био-компьютер или как?
2. Можно ли считать, что любой переключатель перенаправляя энергию действия является квантовым аналогом или как?
Волновой геном №32. Беседы с Петровичем о главном
31 Дек 2017 07:30 #5567
Нда не все значит читали опусы о Волнового Геноме ...
- "нанобиокомпьютер" или сокращенно "биокомпьютер" - это словосочетания придумано пользователем ППГ для гипотетического анализа контекстов различных видов РНК последовательности для выдачи некого управляющего сигнала с позиции лингвинистики.
- квантовй аналог - это гипотетические зависимости от интуитивного "смысла", принимаемого решения о точном значении двусмысленного кодона не синонима (омонима) т.е. некий дуализм типа выражения "после дождика в четверг"
Волновой геном №32. Беседы с Петровичем о главном
31 Дек 2017 10:05 #5571
Естественно многим тут не все равно. Поднятые вопросы явно относятся не только к понятию биокомпьютер или автопереключатель, тут нужно смотреть явно шире. Идя по пути пользователя ППГ хочется задать вопрос вариант правописания "жи или ши" относится ли к вопросам "квантовых аналогов" или нет.
Qb-репликаза. В природе это РНК-зависимая РНК-полимераза бактериофага. То есть фермент, который делает новую РНК по матрице из РНК.
Но по-гаряевски, она может синтезировать РНК без матрицы. Получается, что белок (репликаза) создаёт РНК без матрицы, самостоятельно «из головы». Намек на «фантом» нуклеиновой кислоты засчитан.
Он опирается на серию экспериментов Biebricher C., Eigen M., которые публиковались под громкими заголовками «Templatе-free RNA synthesis by Qβ replicase» в конце 80х - начале 90х годов.
Однако, в те же годы звучала альтернативная точка зрения, которая опиралась на подозрительное сродство ново-синтезированных РНК к известным матрицам этой репликазы и получении значительно большего количества продуктов синтеза РНК при оставлении проб в нестерильных условиях. Это говорит о том, что небольшие РНК-матрицы могут просто попасть из воздуха, а данной репликазе достаточно минимального количества небольших затравок в 2-7 нуклеотидов, чтобы начать работу.
Обе стороны в свое время публиковались по этому вопросу аж в Nature (ну, кроме Петровича), горячий был спор.
2. Проблема воблирования и вобл-качания пока (по крайней мере лично мне и штоп лично я понял) наукой не объяснена:
...один и тот же триплет используется и для цистеина, и для селеноцистеина. Эти аминокислоты встраиваются в белок разными тРНК, но обе тРНК «узнают» триплет ТГА.
Но как это происходит? Как рибосома читает эту мРНК и как она «узнает», какую аминокислоту встроить?
Чтобы ответить на этот вопрос, мы изучили белок тиоредоксинредуктазу, ген которого содержит 7 кодонов ТГА. Первые 6 всегда кодируют цистеин, а последний - селеноцистеин. Чтобы понять, связана ли эта функция с конкретной позицией или же положением относительно начала и конца мРНК, мы стали переставлять ТГА-кодон в разные места. Постепенно стало понятно, что с начала белковой цепочки и почти до самого конца (20 последних аминокислот) встраивается цистеин. Но если этот триплет находится среди последних 20 «генетических букв», на место цистеина встает селеноцистеин.
Тогда и стало понятно, как всё работает. В «нечитаемой» области мРНК стоит петлеобразная структура. По-видимому, когда рибосома начинает транслировать мРНК, эта структура просто недоступна, и никак не может повлиять на процесс трансляции. В таких случаях на место ТГА встаёт цистеин.
Как только рибосома продвигается дальше, это каким-то образом сказывается не только на области трансляции, но и на всей молекуле мРНК. В результате в синтезируемый белок вместо цистеина вводится селеноцистеин.
Насколько вы уверены в описанном механизме, ведь непосредственно «разглядеть» как это происходит попросту невозможно?
Точная структура любой большой молекулы РНК или общая структура мРНК до конца не известны и труднопредсказуемы, так что увидеть, как этот петлеобразный элемент «мешает» или «помогает» попросту невозможно. Но проделанные нами эксперименты позволяют сказать это с очень большой вероятностью...
Это первое исключение из классических свойств генетического кода?
То, что один кодон кодирует две аминокислоты, продемонстрировано нами впервые.
Наиболее близкая к этому ситуация встречается у некоторых дрожжей. У них на место одного кодона тоже могут встраиваться две аминокислоты, но это происходит наугад. Дело в том, что один из видов тРНК, транспортирующих аминокислоты к рибосоме, не «различает» две из них, и в результате в белок встраивается та, что просто оказалась рядом. Кроме того, начало синтеза белка и встраиванием аминокислоты метионин кодируется одним и тем же кодоном АТГ.
Другое своеобразное «исключение» - 21-я и 22-я аминокислоты, неизвестные на момент составления кодон-аминокислотного словаря. Это уже упомянутый селеноцистеин и пирролизин, открытый Джо Крыски лишь в 2002 году. 21-я аминокислота встречается редко, но во многих организмах, (например, у человека мы обнаружили 25 кодирующих селеноцистеин генов). Пирролизин в основном остается прерогативой небольшой группы архей.
Ещё можно упомянуть митохондриальные коды, а так же различия в «прочтении» между отдельными организмами, когда изменяется код, но не правила, по которым он работает.
Большинство этих исключений описано у прокариот. Как Вы думаете, связано ли это с тем, что эукариоты научились регулировать работу своего генома другими методами?
И у эукариот есть исключения, только в случае эукариот они не настолько хорошо изучены. Возможно, что-то изменится с появлением геномных последовательностей других одноклеточных эукариот. У обитающих на Земле как минимум 600 миллионов лет одноклеточных эукариот силиатов, к которым принадлежит Euplotes, известно очень много вариаций генетического кода. Например, у силиата тетрахимены, аминокислота глутамин кодируется через ТАГ и ТАА, а ТГА остается единственным стоп-сигналом.
ТГА - в некотором смысле уникальный триплет, ведь он является ещё и стоп-кодоном. Как Вы думаете, возможен ли этот феномен для других кодонов? Где стоит искать?
Сам бы хотел знать.
А вот здесь почему-то без ссылок на литературные источники в дисонанс с выделенным мною выше синим жирным написано:
... иногда стоп-кодон просчитывается не как сигнал остановки трансляции, а как 21 не каноническая аминокислота селеноцистеин. Но это изученные и известные вещи
Волновой геном №32. Беседы с Петровичем о главном
31 Дек 2017 10:14 #5573
Отмечу, что выделенные мною высказывания - это из интервью с человеком который непосредственно участвовал в исследовании и является одним из основных авторов публикации. Это исследователь работающий в США
Волновой геном №32. Беседы с Петровичем о главном
31 Дек 2017 10:17 #5574
Далее, как я вчера выяснил, проблему воблирования пытался решить вполне себе серьезный физик с хорошим цитированием и хиршем (дамы это не то что вы подумали) опираясь на положения квантовой теории информации (ну тех дел фанатом которых я являюсь)
За период с 2001 по 2007 гг он опубликовал по этому вопросу ряд работ:
Волновой геном №32. Беседы с Петровичем о главном
31 Дек 2017 10:19 #5575
Так что оказывается, Владимырыч, зря Вы называли Петровича нехорошим человеком и редиской. В новый 2018 год мы вступаем с широким полем деятельности и потенциалом возможности объяснения нерешенный наукой проблем
Волновой геном №32. Беседы с Петровичем о главном
31 Дек 2017 10:32 #5576
Вопрос не в том, "редиска" ли П.Гаряев или нет. Вопрос именно ему задан был в том, что
1. Можно ли считать, что абстрактный переключатель на три положения (имитирующих стоп-кодоны) есть био-компьютер или как?
2. Можно ли считать, что любой переключатель перенаправляя энергию действия является квантовым аналогом или как?
После разъяснения этих вопросов можно и анализировать и другие вещи.
ps Американцы живут неплохо, но не гордятся своим президентом.
Россияне живут нехорошо, но гордятся свои президентом.
Где логика?
Волновой геном №32. Беседы с Петровичем о главном
31 Дек 2017 13:35 #5577
Vladimirovich wrote:
Чтобы ответить, является ли нечто биокомпьютером, надо узнать, что это.
Или Вам вусе равно?
Согласно изложенному в статьях ссылки на которые я здесь сегодня в теме разместил для разруливания воблирования (wobbl, качания) согласно теории автора (A Patel) в живых организмах реализуется алгоритм Гровера. А этот алгоритм как известно реализуется исключительно на квантовых компьютерах
Волновой геном №32. Беседы с Петровичем о главном
31 Дек 2017 13:55 #5578
Именно на этом не соответствии "мифа" и практики и свалился из науки пользователь П.Гаряев.
Гроверовский «подскок амплитуды» является одним из способов для нахождения медианы и среднего арифметического числового ряда, что и делает его по-видимому, фундаментальным физическим феноменом в квантовой теории многих тел. Например, его учёт необходим для оценки вероятностей событий, которые кажутся «редкими».
Однако к указанным вопросам, а именно можно ли считать его "универсальным абстрактным переключателем" он к сожалению не дотягивается.
Однако, несмотря на простоту устройства и на более чем 40 летнюю историю исследований, Qβ репликаза таит в себе массу загадок. Неясно, например, что делают в ферменте факторы элонгации полипептидной цепи. Почему репликаза проводит до 90% репликационного цикла на стадии терминации, как и зачем аденилируется 3′конец каждой новосинтезированной цепи? Как удается предотвратить образование дуплекса между матрицей и растущей цепью РНК? Ведь белки, одевающие однотяжные РНК по всей длине, от сутствуют, нет также и хеликаз, которые расплетали бы двойную спираль, если она все же образовалась. Как удается обеспечить высокую матричную избирательность в отсутствие специфических праймеров и промоторов? Кроме всего этого выяснилось, что Qβ репликаза с высокой частотой осуществляет обмен участками (рекомбинацию) между молекулами РНК Как она это делает, тоже неизвестно. На большинство этих вопросов нет ответа и до настоящего времени.
More realistic is a model of replication in which the process is
managed by a catalytic structure, in analogy with the replicase enzymes of
DNA replication. The job of this conjectured structure would be to bring
the required components into interaction, perhaps by creating an “interaction
centre” screened from the environment. The replication rate would
then be limited by the performance of this “Q-replicase.” In particular, the Q-replicase is likely to be subject to the opportunities and limitations of quantum mechanics.
