Развитие химии нуклеиновых кислот, как уже отмечалось выше, в определенном смысле повторяло развитие химии | белка. Для белков сначала был установлен тип строения — полипептидный. Для нуклеиновых кислот также в результате работ А.Косселя, Г. Штейделя, Ф.Левина был установлен тип строения—полинуклеотидный. У белков определение последовательности аминокислотных остатков позволило перейти к изучению функций и свойств белков, а затем к исследованию их синтеза (химического и биосинтеза). Такого же развития ожидали и от химии нуклеиновых кислот. Первостепенное значение к этому времени придавали уже и факту связи между последовательностью звеньев в молекулах биополимеров с наличием у них биологической индивидуальности. Однако определение строения индивидуальных нуклеиновых кислот оказалось гораздо более сложным, чем определение строения индивидуальных белков. Чрезвычайно сложным был сам процесс получения чистых препаратов отдельных типов молекул нуклеиновых кислот. Разделить смеси самых простых m-PHK (очень близких по свойствам) казалось почти невозможным делом.
Для ДНК были разработаны некоторые косвенные способы получения данных об их структуре. Получил распространение метод гибридизации их молекул. У двух молекул ДНК раскручивали спирали, а затем смешивали их половины. Если нуклеиновые кислоты обладали участками, идентичными по строению, то последние образовывали двойную спираль. Несовпадающие участки оставались неспирализованными. По степени спирализации таких гибридных молекул судили о сходстве ДНК. Эти данные широко использовали при создании геносистематики — науки о классификации и эволюционных соотношениях генетического материала.
Но все же появление новых методов разделения биополимеров и их анализа позволило перейти к прямым попыткам расшифровки строения нуклеиновых кислот. Сначала ученые СССР, США и ФРГ пытались расшифровать строение m-PHK. Уже выделение и очистка m-PHK были выдающимся достижением, но это была лишь подготовительная операция к самому главному — определению последовательности нуклеотидов в их цепи. Его проводили в общем так же, как у белков: расщепляли молекулы на фоагменты в 2—10 нуклеотидов. Методы были близкими по идее методам определения последовательности аминокислотных остатков в белках. Затем из отрезков восстанавливали структуру т-РНК. В 1965 г. Р. Холли (США) расшифровал структуру первой m-PHK (переносящей аланин). Г. Цахау (ФРГ), А. А. Баев. (СССР) расшифровали структуру нескольких m-PHK. Оказалось, что эти соединения состоят из 70—80 нуклеотидов. Нить полинуклеотидов причудливо изгибается, образуя нечто вроде клеверного листа с тремя спирализованными участками. Впоследствии создали и пространственную модель молекул m-PHK. Были обнаружены точки прикрепления аминокислот к m-PHK, места расположения участков, обеспечивающих «узнавание» кодона — триплета на матричной РНК, отвечающих за точное расположение аминокислотных остатков при синтезе белка. Были сделаны заключения о том, как «работает» молекула m-PHK.
|