Дж. Уилсон, Т. Хант - Молекулярная биология клетки - Сборник задач (1120987), страница 102
Текст из файла (страница 102)
Хотя случается, что митохондрии содержат более чем одну молекулу ДНК, все же смесь таких молекул — это, по всей видимости, редкое явление. Такое состояние, называемое гетероплазматическим, обычно очень нестабильно, поскольку отдельные митохондриальные геномы быстро отделяются. Однако, вырагцивая клетки на глицероле, можно сохранить гетероплазматическое состояние в течение неопределенно долгого времени. В случае ядерной мутации рег494 оба мнтохондриальных генома нужны для роста на глицероле: делегированный геном обеспечивает транслируемую мРНК для сох1П, а геном дикого типа — все другие продукты незаменимых генов. Литература: Рох, Т.
Гг. ЬГас!еаг депе ргодисвз гечьбгед Гог ггааз1айоп оГ зрес!Вс пп!осЬопдг!а1!у сопед пвк19Аз Гв уеап. тгеадз Гп беаепсз 2; 97 — 100, 1986. 7-38 То, чего вы не учли в своем плане,— это как извлечь АТР из ргого-Рагасосаи. Переносчик адениннуклеотида, естественно, отсутствует у всех свободноживуших бактерий, так как они должны удерживать АТР внутри клетки, если от него есть какая-то польза. Во всех митохондриальных мембранах имеется АТР!АГУР-транслоказа, которая обеспечивает свободный обмен АТР и АРР между цитоплазмой и митохоцприальным матриксом.
Только после приобретения этого переносчика синтезированный эндосимбионтом АТР будет доступен для клетки-хозяина. Литература: ГГГзагГеу, Ейг., Лойп, Р., Вйавгеу, Р.Я. Ргопв ех!гасе!!и!аг !о !в!гасе!Маг: гЬе ез!аы!з1ппеп! оГ вп!осЬовдпа аа4 сЫогор1вз!в. Ргос. К. Бес. Вопд. В. 204: 165 — 187, 1979. Внутри клеточная сортировка макромолекул и сохранение клеточных компартментов Комнартментаиия клеток высших организмов 8-1 А, просвет (полость) Б. секреторные везнкулы В.
регулируемая; конститутивная Г, сигнальный пептид Д. сигнальные участки 8-2 А. Правильно. Б. Неправильно. Мембраны внутриклеточных компартментов селективно (избирательно) проницаемы (не непроницаемы). Избирательная проницаемость обеспечивается за счет транспортных белков, которыми определяется химическое своеобразие каждого компартмента. В.
Правильно. Г. Неправильно. Внутренняя сторона мембраны ЭР эквивалентна наружной стороне цитоплазматической мембраны, а внутренняя поверхность ядерной оболочки топологически эквивалентна цитозольной стороне плазматической мембраны. Д. Неправильно. Белки, предназначенные для митохондрий, хлоропластов, ядра или пероксисом, экспортируются из цитозоля; они никогда не поступают в ЭР. Е. Правильно. Ж. Правильно. 3. Правильно. И. Неправильно. Сигнальные пептиды действительно используются, чтобы направлять белки в ЭР,митохондрии, хлоропласты и ядро, а сигнальные участки могут использоваться на других этапах сортировки, в том числе для узнавания определенных белков, направляемых в лизосомы.
К. Правильно. Л. Неправильно. Информация, необходимая для создания ограниченных мембранами органелл, например ЭР нли аппарата Гольджи, содержится не только в ДНК. В последней закодированы белки органелл. Для сборки необходима также зпигенетическая информация в форме хотя бы одного специфического белка. Эпигенетическая информация передается от родительской клетки клетке-потомку в виде самой органеллы. 1 8-3 А. Если все белки, необходимые для образования одной плазматической мембраны клетки, проходят через ЭР каждые 24 ч, Внутриклеточная сортировка макромолекул ЗВЗ а отдельные мембранные белки остаются в ЭР в течение 30 мин, то в нем всегда будет находиться 0,021 общего количества белков плазматической мембраны (0,5 ч!24 ч = 0,021). Поскольку поверхность мембраны ЭР в 20 раз больше, чем поверхность плазматической мембраны, то доля белков плазматической мембраны в ЭР будет равна 0,021/20 = 0,001.
Таким образом, соотношение между количеством белков плазматической мембраны и количеством других мембранных белков в ЭР составляет 1: 1000. Из каждой тысячи белков, находящихся в мембране ЭР, только один переносится к плазматической мембране. Б.
В клетке, которая делится один раз в сутки, через ЭР должны каждые 24 ч проходить также все белки, составляющие один аппарат Гольджи. Таким образом, если плошадь мембран аппарата Гольджи втрое превьппает площадь плазматической мембраны, то и количество их белков, одновременно представленных в ЭР, будет втрое больше. Следовательно, количественное отношение мембранных белков аппарата Гольджи к другим мембранным белкам в ЭР составит 3: 1000.
В. Если суммарная площадь мембран всех остальных компартментов клетки равна площади плазматической мембраны, то отношение мембранных белков, связанных с этими компартмснтами, к мембранным белкам ЭР равно 1:1000. Суммируя вклады всех компартментов, можно оценить отношение мембранных белков, проходящих через ЭР, к белкам, постоянно находящимся в мембране ЭР; оно составляет 5:1000.
Таким образом, 99,5'4 белков в ЭР являются постоянными компонентами его мембраны. ЦИТОЗОЛЬ 8-4 А. цитоскелет Б. убикитин-зависимая; убикитин В. тепловой шок (стресс-ответ) 8-5 А. Неправильно. Цитоскелет выполняет гораздо менее специфические функции. Специфичность же везнкулярного транспорта обеспечивается в основном рецепторами, находящимися на наружной поверхности самих везикул. Б. Правильно, В.
Правильно. Г. Неправильно. Регуляторные белки чаще всего короткоживущие; их концентрации могут быстро меняться за счет изменений в скорости синтеза. Д. Неправильно. Убикитин-это небольшой белок, который присоединяется к белку-мишени, маркируя его тем самым для последующей деградации под действием особой протеазы, зависимой от АТР. Е. Неправильно. Последовательность оснований в гене определяет аминокислотную последовательность в синтезируемом белке. Однако 1ч-концевая аминокислота и ряд других аминокислот часто отщепляются после синтеза.
Таким образом, в функциональной форме 5елок в цитозоле часто имеет не точно такую последовательность аминокислот, какая определяется соответствующим геном. 364 Глава 8 8-6 А. Хотя первый кодон !3-галактозидазы можно было бы изменить применив методы получения рекомбинантной ДНК, однако в измененном виде он не смог бы служить начальным участком трансляции.
Трансляция всех белков, как у бактерий, так н у эукариот, начинаемся с остатка метионина на их Н-конце. Во многих случаях остаток метионина отщепляется (изредка вместе с дополнительными аминокислотными остатками), в результате чего образуется новый 1Ч-конец полипептидной цепи. Однако правила модификации Н-конца пока неясны. Таким образом, очень трудно создать белок с желаемым Н-концом. Методика, описываемая далее, была найдена случайно! Исследователей сначала интересовало, как убикитин, присоединившийся к Х-концу кахого-либо белка, вызывает его деградацию. Для решения этого вопроса онн создали составной ген.
У бактерий, не имеющих протеазы, зависящей от убикитина, составной белок, согласно ожиданиям исследователей синтезировался, однако в дрожжах та же плазмида давала только !3-галактозидазу, что свидетельствовало об отщеплении убикитина. Пытаясь предотвратить такое отщепление, исследователи изменили кодоны в участке соединения !используя метод рекомбинантных ДНК). Убикитин продолжал по-прежнему отщепляться, но образующаяся 8-галактозидаза стала значительно отличаться по стабильности. Направление работы изменилось, и она привела к выяснению роли Н-конца в стабильности белков. Б. Период полужизни различных !3-галактозидаз можно оценить с помощью графика, представленного на рис.
8-2, Б, определив момент времени, когда остается половина молекул В-галактозидазы. Были идентифицированы три )3-галактозидазьг с разными периодами полужизни: К+галактозидаза-2 мин; 1+галактозилаза — около 30 мин и М+галактозидаза — слишком большой период, чтобы его можно было измерить в данном опыте (на это понадобилось бы свыше 20 ч). Три указанные 8-галактозидазы демонстрируют три класса стабильности, обнаруженные в этих экспериментах.
Литература: Вагвтагп А., лгпГеу, О., 1~аглГгаллГгу, А. 1п у!уо Гга11-1!Ге оГ а ргоге!и ы а Гппсйоп оГ ггз апйпо-гепп!па! гез!дпе. Бс!епсе 234, 179-!86, 1986. 8-7 А. Отсутствие радиоактивности в полосе )3-галактозидазы указывает на то, что антитела против убикитина не связались. Таким образом, полоса, отмеченная на рис.
8-2, А как р-галактозидаза,не содержит связанного убикитина, т.е. с Н-конца гибридного белка он действительно удален. Убикитин, располагающийся выше полосы !3-галактозидазы (см. рис. 8-3), был присоединен к последней. Это можно утверждать, поскольку фермент очищали путем связывания с антителами, специфичными к !3-галактозидазе.
То обстоятельство, что убикитин присоединялся к двум нестабильным ферментам (но не связывался со стабильным ферментом), свидетельствует в пользу предположения о том, что убикитин маркирует белок для его последующей деградапии. Лесенка следующих друг за другом полос указывает на то, что к разным молекулам )3-галактозидазы присоединяется Гпо остаткам лизина) неодинаковое число молекул убикнтина перед тем, как фермент подвергается деградации. Лигератураг ВагГгттг, А., г Гп!луг Гл., ГвглГгаллГгу, А,!и г!го Гга!Г-1!Ге оГ а ргоге!и Ь а Гппсйпп оГ йз зиппо-гепшпа! гез!дпе.
Яс!епсе 234: 179. 186, 1986. Внутриклегочная сортировка макромолекул 366 8-8 А. Хотя орнитиндекарбоксилаза (ОДКаза) синтезировалась в нормальных и мутантных клетках с одной и той же скоростью, снижение ее активности в мутантных клетках происходило в 50 раз медленнее, чем в нормальных. Поскольку у мутанта этот фермент сохраняет активность значительно дольше, он может накапливаться в значительных количествах, Активность любого клеточного фермента зависит от равновесия между скоросгью его синтеза (или активации) и скоростью его деградации (или инактивации).
От соотношения скоростей накопления и подбери зависит стационарный уровень ферментативной активности. Б. В своих опытах вы измеряли активность ОДКазы, но полученные данные не позволяют установить, что имеет место: деструкция фермента или обратимая инактивация. Чтобы разобраться в этом, необходимо определить количество белка ОДКазы. Уровень белка ОДКазы можно измерить, например, путем осаждения его специфическими антителами с последующим выделением с помощью электрофореза и окрашиванием, как описано для 8-галактозидазы в задаче 8-6.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
