И.Ф. Жимулёв - Общая и молекулярная генетика (1117666), страница 102
Текст из файла (страница 102)
Их число в геноме варьирует от 1 до 9. Оптимальная температура индукции -- 35- 37 'С. Кроме высокой температуры пуфы теплового шока индуцируются многими другими агентами, нарушающими процессы окислительного фосфорилирования, дыхания, ингибиторами транспорта электронов, акцепторов водорода и др. Таких агентов выявлено более сотни. Реакция клеток на индуцирующие факторы очень быстрая: формирование пуфов начинается уже через одну минуту после повышения температуры, в течение 20 — 30 мин размеры пуфов достигают максимума, затем в течение нескольких часов они регрессируют (рис.
13.23). Если тепловой шок сохраняется более одного часа, регрессируют пуфы нормального развития, активные в момент повышения температуры. На уровне процессов синтеза РНК и последующей трансляции выявляется несколько типов ответов; Изменение размера пуфа теплового шока 87С! у дрозофилы в зависимости от времени и температуры обработки (Еечзз е! а!., 1975. — Из: Жнмулев, 1994. С 3 ! 81 1. Быстро индуцируется синтез РНК в пуфах теплового шока.
2. Инактивируется транскрипция большинства генов, не кодирующих белки теплового шока. Фактически прекращается весь синтез РНК, осуществляемый РНК-полимеразой П, На электрофореграммах РНК, выделенная из клеток при нормальной (25 'С) температуре, представлена сплошным мазком (рис. 13.24), что свидетельствует о широком варьировании размеров молекул. Под действием теплового шока синтезируется лишь несколько фракций, кодируемых в пуфах теплового шока. 3.
Под действием теплового шока уже через ! 0 мин появляются новые полисомы, содержащие вновь синтезированные мРНК, считанные с генов теплового шока. На фореграммах начинают появляться белки теплового шока и одновременно с этим прекращается синтез других полипептидов (рис. 13.25). Остановка синтеза белка связана с очень быстрым разрушением предсуществующих полисом. Легкость обнаружения полипептидов, синтезируемых в условиях теплового шока, на электрофореграммах дала возможность изучать ответ генома на стрессирующие факторы в клетках организмов, не имеющих политенных хромосом. С помощью электрофореза белков удалось обнаружить, что синдром теплового шока развивается у всех видов животных, растений и микроорганизмов.
Белки теплового шока (БТШ) у всех организмов представлены 33Я ОВЦ[АЯ 1! МОЛГ>КУЛЯР1!АЯ ГГ11ЕТИКА 25 35 36 мс А! А '> А3 70 бх А5, Аб 2> 22 'Элсктрофореграмма цнтоплазмюнчсской пози(А) РНК в клетках лрозофнлы прн разных температурах (А. Яргаб!йзгч — Из: Аа!>1>испат, Воппсг. !9791.
А1-Аб фракции РНК теплового шока большим набором полипепгпдов, и их называют в соответствии с молекулярной массой, выраженной в килодальтонах, например БТШ70 или БТ11126 [йар70 и 1тар26). О существенной роли БТШ в жизни клеток говорит их высокая консервативность в эволюции, например, отдельные участки в Г>ТШ70 сохраняют свыше 90 'Го |омологин у бактерий и человека. Синтез белков теплового шока -- стрессовая прозрамма, включаемая тепловым шоком или многочисленными другими стрессирующими факторами. Начинается быстрое перепрограммированне работы клетки.
БТШ представлены группой высокомолекулярных (60-110 кДа) и низкомолекулярных (15.-35 кДа) белков. У дрожжей высокомолекулярные БТШ имеют массу 104 кДа, у млекопитающих — 90. у дрозофилы -- 83 кДа. В ответ на стресс особый полипептид массой 1! 0 кДа, называемый фактором транскрипции при тепловом шоке (НБТГ или НББ), связывается с регуляторной зоной генов теплового шока — — элеметзтоа! теплового шока НБЕ (см. рнс. 7.43-7.46) и включает активнунэ транскрипцию данных генов. Гены БТШ экспрессируются не только под действием теплового шока, но многие и в ходе нормального развития. резкие изменения в синтезе и распределении белков теплового шока происходят пос- 23 зб 29 31 3> 35 37 38 'С Олсктрофорсграмма белков, свнтсзнрусмых в культуре клеток лрозофилы (5.
1.. МсКспз!с, —- Из: Аабйшпег, Вопиет, 19791. Цифры справа обозначают молекулярную массу сннтсзнрусмых познпснтнлов (юча! ле воздействия стрессирующими факторами: вновь синтезируемые белки очень быстро перемещаются в ядро и другие клеточные органеллы (рис. 1С.26). Один из белков, БТШ70, присоединяется к другим белкам, вызывая их разворачивание н препятствуя агрегацин. которая помешала бы белку приобрести нативну>о конформацшо, необходимую для его функциональной активности. Разворачивание оелков с помощью Г>ТШ70 требуется для их проникновеп>ия через мембраны хлоропластов, митохондрий и эндоплазматического ретикулюма.
Поскольку БТШ70 влияет на конформационное состояние других белков, его относят к группе шаперонов — оелков, стабилизирующих структуру других белков. Белок БТШ70 присутствует во всех компартментах клетки (см. рис. 13.26). Таким образом, исследование теплового пнэка представляет большой общебиологический интерес по следуюп!им причинам: 339 Ггава 73 ПОЛ!!ТГЛП!ЫБ ХРОМОСОМЫ ТП1 Клеточная стенка Плазмалемма Цитоплазматпческав грапула теплового шока Схема индукции синтеза и распространения в клетке белков теплового шока !Кулаева, 1997): ТФ фактор теплового шока; РО регуляторный элемент гена Литература к разделу 13. 10 ! ) процесс активирования генов БТШ является замечательной моделью для выяснения механизмов индукции экспрессии генов; 2) изучение БТШ позволяет исследовать молекулярные основы устойчивости клеток к стрессу; 3) изучение БТ))1 дало толчок исследованию особой функции белков "-.
молекулярной защиты других белков. Жимулев И. Ф. Хромомерная организация политенных хромосом. Новосибирск: Наука, 1994. С. 315-354. Кулаева О. Н. Белки теплового шока и устойчивость растений к стрессу Л Соросовский образовательный журн. !997. № 2. С. 5-!3. Лозовская Е.
Р., Левин А. В., Евгеньев М. Б. Тепловой шок у дрозофилы и регуляция активности генома Л 1 енетика. 19Д2. Т. ! Д. С. 1749-1 762. Хлебодарова Т. М. Как клетки зашипдаются от стресса'! Л Генетика. 2001 !и печати). АвЬЬпгпег М., Воппег 3. ТЬе !пйпс!юп оГ депе асг!эйгу |п )згтхггэрЫ)п Ьу Ьеаг вЬос1с Л СеП. 1979. Чо!. 17. Р. 316--395. Оеогдороп1ов С., Ие1сЬ И'. 3. Ко!е обйс ша)ог !эса! зЬос)с ргогешв ав шо)есц)аг сЬарсгопев Л Ашш.
Кет. СеП Вю!. 1993. Чо!. 9. Р. 90! — 934. Неа1 вЬос)с, !гопэ Ьас!ейа !о шап ' М. ). ДсЫез!пдег, М. АзЬЬпгпег, А. Тйебегез !ег)а). Со!й Брйпд НагЬоп С~э)й Ярйпд НагЬог 1аЬогагогу Ргевв, !982. 440 р. Мауег М. Р., Впйап В. Мо!есп!аг с!эарегопев: Рле Ьцзу Ьре ор Ьярр(! эУ Спггеп! Вю!. 199').
Чо!. 9. Р. К322-К325. МоПгпо1о К. !. Сей 1п з!гевв: ггапвсбрйопа! асбтаПоп о! Ьса! вЬос)с дешев Л Бс!епсе. !993. Иэ!. 259. Р. !409-!4!О. Мог)шо1о К. 1. Кеда!айоп оР гбе !эеа! зЬос)с ггапзсйрйопа! геаропзе: сгоьа га!х Ьепсееп а Рапп!у о! Ьеа! вЬос)с !асгогз, шо!есп!аг сЬареюпев, апй педазгге геди!агота Л Оепез Реке)орш. ! 998. Чо!. ! 2. Р. 3788-3796. )9отег 1... Не))шпиг) В., )Чепшапп )3. ег а1. ТЬе !юаГ зЬос)с гехропве оГ еп)гагуог!с сеПв Л Вю!. ХЫ. !9Д4.
Чо!. !03. Р. 357-435. ОБЩАЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕ!!ЕТИКА 340 Основной повтор 23! пн à — 1 КБ! (8 нн 126 па(7 х Гв па) 105 пв Основной повтор 198 нн à — ! 15 пп 108 ~~н 90 нн (2 х 3 х (5 нн) Овновной повтор 201 пп Г ! 9пн 1!! пв 90 пп (! 0 х Ч пн) Структура фрагментов генов КБ1 — КБ6 у Сйтонотгм (та(ит((т(Г(олвт (ба!1ет е( в1., 1984. -- Из: Лпптп!еч, 1999. Р. 400) 13Л1. КОЛЬЦА БАЛЬБИАНИ Кольца Бальбнани — это пуфы, имеющие особую морфологию; хроматиды при активировании выпрямляются и образуют петли.
Множество петель в евою очередь образуют муфтообразную структуру, которая и называется кольцом Бальбнани (КБ) (рис. 13.27). В КБ хирономусов закодирован особый белок секрета слюнной железы. В клетках, не связанных с пищеварительными функциями, КБ отсутствуют.
Размер белкового продукта составляет около 1От кДа. В кольцах Бальбиани исключительно высокий уровень транскрипции: плотность посадки молекул РИК-Гюлимеразы П составляет 120 Последовательное изменение активности трех колец Бвльбивнн (КБ 1--КБЗ) у Сйо онотиз Генгапз (Всегп1впп, !973. — Ик 2Ь!тп!ет, 1999. Р.
392) молекул на ген. С гена считывается высокомолекулярная РНК с константой седиментации 758. ()на упаковывается в крупные гранулы диаметром 30--60 нм н в таком виде переносится в цитоплазму. У хнрономид известно по нескольку (около четырех) генов, которые при активировапии формируют КБ. Зги гены устроены своеобразно: во-первых, они имеют гигантские размеры -- около 37 тпн, во-вторых, существенная часть генов (15-25 тпн) состоит нз повторенных последовательностей (рис.
13.28). В клетках, где КБ неактивны, в промоторной области генов КБ выявлены четко позиционированные нуклеосомы в положении от -600 до +200. Литература к разделу 13. 11 Жимулев И. Ф. Хромомернвя организации политенных хромосом. Новосибирск: Наука, !994. С. 362-38!. ВеИтот Бн Рап!ввоп б., Ът!ев1апаег Е. Ртотпо(ет ге8(опв о(Гонт Ва!Ь!ап! пп8 8епев !и Сгнтонотнз Генвввм ех!пЬп в сопппоп ва!свату 8(впт(-врос!Г!с сЬгоптвйп от8ап(яайоп.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
