Дж. Уилсон, Т. Хант - Молекулярная биология клетки - Сборник задач (1120987), страница 101
Текст из файла (страница 101)
Если бы молекулы ДНК митохондрий реплицировались в произ- вольные моменты времени в пределах клеточного цикла, но перерыв между периодами репликации о~дельных молекул был равен времени одного клеточного цикла, то пик изменения плотности наблюдался бы между 18 и 20 ч.
Те молекулы, которые реплицировались во время ннкубации с 'Н-тнмидином, должны были пометиться. Если бы э.гн молекулы должны были ждать один клеточный цикл до очередной репликации, то изменение плотности не коснулось бы их, пока не прошел бы полный клеточный цикл. Таким образом, молекулы мнтохондрнальной ДНК, помеченные в начале опыта, не будут изменяться по плотности, пока не пройдет 18-20 ч после отмывания невключенной метки. !Экспериментальные данные будут сходны с данными по рспликации ядерной ДНК, так как последняя также реплицируется один раз за полный цикл; однако по времени поведение этих ДНК несколько различалось бы, поскольку митохондриальная ДНК реплицируется за 2 ч, а ядерная -за 5 ч.) Лнгердтура1 Водед7гадед, Р., аоо стоу!од, Р.А. Моше 1. сей пг!гор!гонг)1151 ОНА пю!еси1ее аге ее1еегео гапйоге1у гог гер1!сд11оп 1)ггоиййои1 йге ее11 еуе!е.
Сей 11: 719-727, 1977. 7-34 циации синтеза белка в цитоплазме по двум признакам. Первое отличие очевидно: кодон А1)А в мнтохондриях служит кодоном инициации и кодирует метионин (рис. 7-22, мРНК 13). При цитоплазматическом синтезе белка кодон А1)А кодирует нзолейцин н не связан с инициацией синтеза белка. Второе отличие более тонкое: в митохондриях кодирующая белок область начинается сразу от 5'-конца мРНК !рис. 7-22, мРНК 7 и мРНК 16). Цитоплазматнческие (и бактериальные) мРНК обычно имеют А. Инициация синтеза белка в митохондриях отличается от ини- Преобразование энергии: митохондрии и хлороллвсты 399 короткий участок из нетранслируемых нуклеотидов на своем 5'-конце, который, как считают, способствует продвижению рибосом вдоль цепи мРНК.
Ъ' бактерий имеется короткая последовательность перед стартовым кодоном, с которой гнбридизуется рибосомальная РНК. В цитоплазме рибосомы связываются с 5'-кэпом !модифицированный О, прикрепляемый посттранскрнпционно к концу мРНК) и насаживаются на мРНК в месте, удаленном на некоторое расстояние от первого стартового кодона. Ни одна из этих особенностей не обнаружена на 5'-концах митохондриальной мРНК. Б. Кодоны терминации синтеза белка в митохондрнях являются необычными в двух отношениях. Во-первых, кодон терминации в мРНК 16 — это АОА Грие.
7-22), который в ядре кодирует аргинин. Во-вторых, кодоны терминации в мРНК 7 и 13 не полностью закодированы в ДНК; вместо этого они образуются путем добавления «хвоста» в виде ро!у(А) Грие. 7-22). В мРНК 7 закодирован только начальный нуклеотид 1) из стоп-кодона 1)АА; в мРНК 13 закодирован начальный динуклеотид 1)А стоп-кодона. В. Присутствие генов тРНК точно на границах генов мРНК указывает на то, что они могли бы участвовать в процессинге мРНК из одного длинного первичного транскрипта.
Считается, что различные тРНК служат структурными указателями при процессинге первичного транскрипта. Образуемые тРНК структуры типа клеверного листа служат опознавательными знаками на концах мРНК. Предполагается, что структуры тРНК узнаются, а затем отщепляются у их концов для о~деления от первичного транскрипта. То, что остается после процессинга тРНК, является молекулой собственно мРНК. Эта схема известна как модель процессинга РНК с отщеплением тРНК. литература: мопгоуа, з., Оу«Га, О., Аггагг)1, О. Гз!зг!всг!ге Геашгеа оГ гье 5'-1епшла! зегГыелсеа оГ гйе Ьшлап ш11осЬонг)г!а! шК!ЧАа. !наг«ге 290,465- 470, 1901.
ОУ«Г«, О., Мопгоуех Х, Аггагг)1, 6. 1КХЛ рнлсГиабоп пюг)е! оГ К14А ргосем!лд !л Ьшвап пнгосЬолг)па. Хагше 290,470 — 474, 19е1. 7-35 А. ДНК хлоропластов, находится ли она в чистом виде илн в качестве примеси в препарате ДНК митохондрий, будет разрезаться на одни и те же фрагменты. Следовательно, любая полоса, которая появляется в одном и том же положении на дорожках, относящихся к хлоропластам и митохондриям, вероятно, обусловлена примесью. Таким образом, средняя полоса в препарате цуккини и обе полосы в препарате гороха говорят о наличии загрязнения. Лишь те фрагменты, которые выявляются исключительно в дорожках для митохондриальной ДНК 1и только на них), являются кандидатами на роль ДНК, перенесенной из хлоропластов в митохондрии.
ГНа практике количество хлоропластной ДНК, которую при разделении наносят рядом с митохондриальной, устанавливается эмпирически, так что загрязняющие полосы дают одинаковую интенсивность гибридизации. Если одинаковые количества хлоропластной и митохондриальной ДНК двигались бок-о-бок, то гибридизация с «чистой» хлоропластной ДНК должна была поглотить сигнал от неболыпого количества хлоропластной ДНК, загрязняющей препарат митохондриальной ДНК.) Только в случае цуккинн н кукурузы видны полосы, которые, вероятно, возникли от переноса ДНК из хлоропластов в мито- 360 Глава 7 хондрии, так как только у них есть полосы, выявляемые исклю- чительно на дорожках для митохондриальной ДНК.
Лвтература: Ягель В.В., Ра!тег, 3.0. Ехеепа!те апд кддеаргеад Ьогпо1ок!еа Ье!»геев пп!осЬопдпа1 РХА апд сЫогор1аа! РХА тп р1ап!а Ргос. Ха!!. Асад. Яс!. 118А 81: 1946 — !950, 1984. 7-36 Отклонения в характере поглощения цитохромов указывают на то, что обе мутации, ро/су и рилу, влияют на функционирование митохондрий.
Генетический анализ свидетельствует о цитоплазматическом наследовании для ро!су и о ядерном для рилу. Скрещивания 7, 8 и 9 (табл. 7-4) являются контрольными. Они показывают, что потомство гриба дикого типа всегда характеризуется высокими скоростями роста, а потомство мутантов- низкими скоростями роста. Скрещивания 1 и 2 показывают цитоплазматический характер наследования мутации ро)!у.
Когда она присутствовала у протоперитециального родителя (донора цитоплазмы), все споры росли медленно (скрещивание 1); если она имелась у оплодотворяющего родителя, споры росли быстро (скрещивание 2). Этот результат и следовало ожидать, если донор цитоплазмы определяет тип присутствующих в спорах митохондрий. В скрещивании 1 цитоплазматическим донором был ро)су, и споры росли медленно. При скрещивании 2 цнтоплазматическим донором был дикий тип, и споры росли быстро. Скрещивания 3 и 4 показываю~, что наследование мутации рилу — ядерное.
В обоих скрещиваниях рилу вносит при слиянии мутантный ген, а дикий тип — нормальный ген. Эти гены разделяются по спорам поровну (меиделевское наследование), так что половина потомства растет быстро, а другая половина — медленно. Результаты скрещиваний 5 и 6 несколько более сложны для интерпретации, потому что они включаю~ взаимодействие двух мутаций. В скрещивании 5 ройу — цитоплазматический донор, и поскольку все споры получают митохондрии ройу, они растут медленно. Некоторые споры (почти половина) будут нести также мутацию рилу в ядре (другая половина будет иметь ядро дикого типа — от ро)су), но качество ядра (нормальное или мутантное) не имеет значения, потому что митохондрии уже «испорчены» мутацией ройу.
В скрещивании б ро)су-ядерный донор (рилу — донор цитоплазмы);следовательно,мутацияро)су отсутствует во всех спорах. И снова половина спор будет нести в себе мутацию рилу, а половина спор будут дикого типа; однако в отсутствие митохондрий ро)су проявится ядерный фенотип. Таким образом, половина спор будет расти быстро, а другая половина †медлен. Изучение подобных отклонений от ожидаемого менделевского поведения генов позволило в конечном итоге установить, что митохондрии (позднее оказалось, что и хлоропласты)несут в себе генетический материал.
Лагер»тура: Мнслел, М. В., Мнсьел, Н. К. А сазе ог Гща!егпаГ' !пЬеп!апсе 1п Хеиготрога сгатта. Ргос. Хай. Асад. Ясь 138А 38,442 — 449, 1952. МпсьеИ, М. В., Мпсьел, Н. К., Тидегеа А. Мепде!!ап апд поп-Мепдейап Гас!ога айесбпк !Ье су!осЬтогпе ауасегп !п Хе«го»рога сгаиа. Ргос. Хай Асад. Бс!. 138А 39,605 — 613, 1953. 7-37 А. Делении, которые подавляют мутацию рег494, не затрагивают кодирующей части мРНК. Следовательно, они не приводят к изменению продукта гена сох)П и не могут влиять на его Преобразование энергии:митохондрии и хлоропласты 361 стабильность. В отличие от э~ого замена нормального нетранслируемого 5'-участка одним из других генов полностью согласуется с изменением в трансляции.
Из этих результатов следует, что продукт нормального гена РЕТ494 индуцирует трансляцию гена сохП1 митохондриальной мРНК дикого типа. Б. Перестройка 5'-конца гена сохГП приводит к делеции важных митохондриальных генов, что в норме должно было дать цитоплазматический штамм реГГГе у дрожжей. Все же эти штаммы содержат все обычные мРНК и очень хорошо растут. Из этого следует, что делегированная ДНК присутствует так или иначе в митохондриях. Оказалось, что штамм с супрессором Рег494 содержит митохондриальные геномы как дикого типа, так и с делецией.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
