Введение к работе
Актуальность темы. Одной из центральных задач современной биологии является объяснение механизмов различных процессов, происходящих в клетке с участием ДНК. Для исследований такого рода необходимо иметь детальное представление о структуре двойной спирали. В качестве основного метода структурных исследований ЛНК с конца 70-х активно используется ректгеноструктуркый анализ олмгонуклеотидов (коротких синтетических фрагментов ДНК). За прошедшие полтора десятилетня, благодаря исследованиям такого рода, скопилось огромное количество структурной информации, послужившей основой многих обзоров (например, (1.21). В качестве наиболее интересных результатов ножно перечислить следующие: открытие Z-форны ДНК (3,41. данные о строении гидратной оболочки различных форм двойной спирали (5.6 J данные о зигзагообразной системе водородных связей в главном желобке олиго(<1А)-олиго((1Т)-треков (7,8] и др.
Однако, несмотря на большое число исследованных структур, к концу 90-ых было изучено более ста кристаллических структур (91. данных недостаточно чтобы ответить на вопрос о тон, как зависят параметры двойной спирали от нуклеотидной последовательности и как. влияет различное окружение на ее структуру. В связи с этим, в области кристаллизации исследования ведутся по двум направлениям -это получение изоморфных кристаллов для олигонуклеотидов различных последовательностей и получение различных кристаллических форм для олигонуклеотидов заданной последовательности. Необходимость таких .исследований делает актуальными работы по изучении кристаллизационных свойств олигонуклеотидов. К числу таких работ можно отнести предложенный в работах (10-12) метод кристаллизации олигонуклеотидов, основанный на экспериментальных фазовых диаграммах. Успешное использование данного метода позволило получить весть кристаллических кодификаций гексамера d(pCpGpCpGpCpG). в которых дуплексы образуют двойные спирали различных конформаиий (13. 141.
Цель и задачи исследования. Целью данной работы является использование метода фазовых диаграмм для проведения кристаллографического исследования олигонуклеотпда d(QpGpCpC),'
В связи с этим были поставлены следующие задачи: .
1. Получить набор фазовых диаграмм для системы "дуплекс + спермин" при различных концентрациях НПД и солей. .
_ 4 -
-
Провести кристаллизационный эксперимент с целью получения кристаллов различных комплексов дуплекса со спермином. '
-
Провести предварительный рентгеноструктурный анализ полученных кристаллов и собрать набор ^інтенсивностей дифракционных отраааниЯ в сфере до максимального разрешения.
-
На основе кристаллографических рассчетов получить дополнительную информацию о тон. к какому семейству двойных спиралей относятся дуплексы» и провести анализ упаковки дуплексов в кристаллах,.
Научная новизна і
на основе нетола фазовых диаграмн изучена кристаллизационная система "GGCC + спермин")
получены две кристаллические модификации данного тетране-ра, характеризующиеся сходством упаковки;
-дополнительная информация о конфорнации двойной спирали и. об ориентации молекул ДНК а ячейке получена с помощью рассчета функции вращения.
- построены карты электронной плотности низкого разрешения, в
которых использованы фазы структурных факторов поделай сплошных
цилиндров.
Практическая ценность работы состоит в возможности применения полученных данных и кристаллографических рассчетов при расшифровке атонной структуры тетранера d(GpGpCpC).
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на IV Европейской конференции по росту кристаллов биоиакронолекул (Фрайбург. Германия, август 1991), на семинарах отдела структуры биокристаллое Института кристаллографии РАН н группы рентгеноструктурного анализа Института нолекулярной генетики РАН (Москва, февраль 1992).
Публикации. По материален диссертации опубликовано 3 работы. Список публикаций приведен в конце автореферата.
Структура и обьем работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, результатов и обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы. Работа
содержит машинописных страниц, включая 29 рисунков, __
таблицы и список литературы из . 62 наименований.