Модификация гетероциклических оснований нуклеиновых кислот Реакции по С(6)-С(5)

НУКЛЕОФИЛЬНЫМИ РЕАГЕНТАМИ И НУКЛЕОФИЛЬНЫМИ ГРУППАМИ БЕЛКОВ

по С-5. Реагент Бартона.

превращение уридина в тимидин? Отличие в СН3-группе. Переносчик одноуглеродных фрагментов

– фолиевая кислота. Источник – серин, который после реакции превращается в глицин.
На пути превращения сталкиваемся с присоединением нуклеофильной группы белка по 6-положению гетероцикла

А что будет, если вместо дезоксиуридин-5’-монофосфата в реакционной смеси будет

5-фтордезоксиуридин-5’-монофосфат?

положения тимидина используется деградация по остаткам пиримидинов, для чего ДНК

последовательно обрабатывается гидразином, а затем пиперидином.
Расщепление по цитозину осуществляется при высокой концентрации NaCl с последующей обработкой продуктов модификации пипердином. ПОЧЕМУ?
В щелочных условиях реакции с гидразином приводят к расщеплению гетероциклических колец пиримидинов, практически не затрагивая пуриновых оснований.

органической химии для гидроксилирования двойных связей, гладко протекает и в

случае пиримидиновых оснований. Скорость реакции возрастает в ряду ТUC, так, тимидин реагирует почти на два порядка быстрее цитидина и в 10 раз быстрее уридина. Поэтому ее можно рассматривать как специфический метод модификации тимидина. При взаимодействии с OsO4 образуется циклический эфир осмиевой кислоты, который легко гидролизуется до диола. Диольные соединения также образуются и при взаимодействии с MnO4 и H2O2. Однако в этом случае быстро происходит разрушение цикла.

С5-С6-двойным связям цитозина, урацила и тимина в мягких условиях, образуя

соответствующий аддукт, неустойчивый в случае тимина; практическое значение имеют только реакции с урацилом и цитозином. Продукты присоединения к урацилу и цитозину довольно стабильны в нейтральной кислой средах, но отщепляют бисульфит-ион в щелочной среде.

повышенная реакционноспособность аминогруппы, которая легко замещается под действием различных нуклеофильных

агентов. Замещение аминогруппы на гидроксигруппу приводит к производному урацила, которое легко превращается в урацил при слабоосновных значениях рН. Таким образом, эта реакция дает возможность специфического преобразования цитозиновых колец в урацильные.

используется как способ введения мутационных замен. С этой целью участок

ДНК, выбранный для введения мутаций, превращают в одноцепочечный и затем обрабатывают бисульфитом в условия дезаминирования. Таким образом, например, пары G-C могут быть заменены на пары А-Т (такие замены называются транзициями).

кислотами протекает значительно медленнее, чем с мономерами. И практически не

идет с двухцепочечными молекулами.
Специфичность к вторичной структуре используется для анализа пространственного строения полинуклеотида. Так, обработка тРНК бисульфитом приводит к модификации только цитозиновых оснований, которые находятся в петлях.
Предварительная модификация цитозиновых гетероциклов бисульфитом обеспечивает возможность введения по С-4 различных группировок, напрмер остатка биотина или флуоресцеина.

по С4-положению цитозина)
Однако надо помнить, что выход производных цитозина уменьшается

с увеличением рКа аминомостика. ПОЧЕМУ?
J. Molander et al. Bioconjugate Chem. 1994

ртути в случае нуклеиновых кислот проходит в мягких условиях (вода,

рН 6.0-7.0, 40-50 0С). Результатом реакции является образование производных 5-ацетоксимеркуриоурацила и 5-ацетоксимеркуриоцитозина. 5-Меркуриопроизводные вследствие легкого обмена атома ртути на атомы галогена или трития используются для получения специфически меченных пиримидиновых оснований нуклеиновых кислот.

протекать «незапланированные» реакции по С-4 положению гетероцикла.

к созданию как минимум двух альтернативных меток: биотин-dNTP (bio-dNTP, фирмы

Sigma и Gibco-BRL) и дигоксигенин-dUTP (dig-dUTP, фирма Boehringer Mannheim). 

большую специфичность и воспроизводимость, а чувствительность метода близка к таковой

для случая радиоактивно меченных зондов. Дигоксигенин присутствует только в растении дигиталис (наперстянка), что уменьшает неспецифичное окрашивание, обусловленное взаимодействием с эндогенными соединениями.

углерода. Реакция присоединения-отщепления по двойной связи С5-С6 пиримидинов: меркурирование в

водной среде; взаимодействие с бисульфитом натрия. Окисление четырехокисью осмия. Действие гидразина и его производных. Реакции переаминирования как способ введения реакционноспособных групп и меток по С4-положению цитидина.
Реакции расщепления и перегруппировки гетероциклических оснований нуклеиновых кислот и их производных. Раскрытие пиримидинового цикла. Расщепление ДНК по остаткам цитозина гидразином при высокой концентрации NaCl. Деградация ДНК по остаткам пиримидинов после обработке гидразином в отсутствие NaCl.
Способы введения фотоактивируемых и репортерных групп по С5-положению пиримидинов.
Взаимопревращения природных нуклеозидов. Получение уридина методом дезаминирования цитидина. Аминирование как способ превращения уридина в цитидин, тимидина в 5-метил-2`-дезоксицитидин.