Дж. Уилсон, Т. Хант - Молекулярная биология клетки - Сборник задач (1120987), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Он облегчал трудности, возникающие при написании, и вдохновлял нас на подвиги. Наконец, в заключение мы хотим выразить благодарность нашим семьям, друзьям, коллегам и студентам за терпение и подцержку в течение всех этих лет, когда мы были отвлечены от других наших обязанностей. Всем им, в особенности Х. Эпштейн, Ч. Колтер, С. Берджет и Л. Томас, мы выражаем нашу сердечную признательность. К читателям Сборник задач задуман как дополнение к центральным, основополагающим частям «Молекулярной биологии клетки» (МБК, гл. 5-14). Каждая глава задачника содержит разделы, соответствующие разделам второго издания МБК (ссылки всюду проставлены).
Для решения задач необходимо ознакомиться с материалом основной книги. Каждая глава начинается с вопросов, предназначенных помочь читателям составить общее представление о прочитанном и проверить свое понимание текста. Вопросы, в которых нужно заполнить пропуски, (в основном это словарные тесты) включают определения большинства терминов, использованных в МБК; вопросы, требующие ответа «правильно — неправильиов, касаются ключевых гипотез и важнейших факторов. На все вопросы даны ответы в конце книги. Главная смысловая часть каждого раздела — задачи, составленные на основе опубликованных научных работ.
В них встречается много трудных моментов, поэтому они потребуют от читателя большого внимания. Некоторые, впрочем, очень просты и сводятся, например, всего лишь к расшифровке генетического кода. Встречаются и весьма спорные положения, так что мы удивились бы„если бы даже опытные экспериментаторы в области клеточной биологии смогли решить их без одного или двух предлагаемых нами намеков. Большая часть задач, однако, средней трудности. Во всех случаях мы старались ставить вопросы так, чтобы вес~и читателя к решению через ряд последовательных этапов.
Ответы позволяют читателям быстро проверить как ход своих рассуждений, так и знание теории. Мы рекомендуем читателю в каждом случае приложить все усилия, чтобы решить задачу самостоятельно, и только потом посмотреть ответ. Надеемся, что задачи будут полезны и преподавателям для составления домашних заданий, проведения семинаров, возможно, формулирования экзаменационных вопросов. Многие задачи в книге включают расчеты. Там, где расчеты основаны на уравнении, мы приводим само уравнение с кратким объяснением обозначений. Многие расчеты, однако, связаны непосредственно с преобразованием информации из одной формы в другую.
В расчетах обоих типов используются константы и коэффициенты пересчета, которых может не быть в задаче. Все они приведены в справочных таблицах в конце книги (там же дан генетический код и однобуквенные обозначения аминокислот).
В ответы к задачам мы включили единицы измерения (наименования) для каждого элемента расчета. Анализ единиц измерения — очень важная часть любых расчетов, и мы настоятельно рекомендуем этот подход. Если вычисления проведены так, что в ответе после сокращений остаются требуемые единицы измерения, то за цифровой результат можно не волноваться. Основные генетические механизмы Синтез РНК и белка (МВК 5.11' В.
' МБК вЂ” основная книга «Молекулярная биология клеткиэ. 5-1 А Б В Г Д Е Ж 3 И Заполните пропуски в следующих утверждениях. катализирует синтез РНК-копии на цепи ДНК в ходе процесса, называемого Синтез РНК начинается на ДНК и заканчивается на особом участке ДНК, называемом в молекуле тРНК построен таким образом, что его основания образуют пары с комплементарной последовательностью из трех нуклеотидов, называемой , в молекуле мрнк.
Ферменты, называемые, присоединяют каждую аминокислоту к соответствующей молекуле тРНК, образуя молекулу Генетический код называют , потому что большинство аминокислот представлено более чем одним кодоном. В имеются два участка связывания молекулы тРНК: или Р-участок, удерживаюгций молекулу тРНК, присоединенную к растущему концу полипептидной цепи, и , или А-участок, предназначенный для удерживания молекулы тРНК, нагруженной аминокислотой. Образование пептидной связи катализируется , каталитическая активность которой, как считают, управляется крупной молекулой , входящей в состав большой субъединицы рибосомы.
Белки, называемые , связываются со кодо- нами в А-участке рибосомы, в результате чего пептидилтрансфераза гидролизует связь, которая соединяет растущий пептид с молекулой тРНК. Во всех клетках первую аминокислоту, с которой начинается любая белковая цепь, доставляет молекула особой узнающей кодон АБО и несущей аминокислоту Укажите, какие из следующих утверждений правильные, а какие— нет. Если утверждение неверно, объясните почему. Направление движения РНК-полимеразы зависит от связывания с промотором, а выбор матричной цепи-от дополнительных белковых факторов. В любом месте двойной спирали ДНК только одна цепь ДНК обычно используется как матрица.
В клетках бактерий транскрипцию РНК всех классов осуществляет РНК-полимераза одного типа, тогда как в клетках зукариот используются три разных типа РНК-полимераз. 10 Глава б .. И К Л енк Теати Цито Таете иена Одна цепь участка ДНК, выделенной из Е. со?а'„имеет следующую последовательность оснований: ' ОТАОССТАСССАТАЖ~з Допустим, что с этой ДНК транскрибируется мРНК, причем матрицей служит комплеменгарная цепь. Какова будет последо- вательность мРНК? Какой пептнд будет синтезироваться, если трансляция начинается точно с 5'-конца этой мРНК? (Предположите, что не требуется никакого стартового кодона, как это и происходит при определен- ных условиях опытов в пробирке.) Когда от рибосомы отделяется ТРНК~'", какая тРНК связывается следующей? Когда аминогрушаа аланина образует пептидную связь, какие связи разрываются, и разрываются ли вообще, и что происходит с тРНК""? Сколько пептидов кодирует эта мРНК? Будут лн синтезироваться такие же пептиды, если матрицей для трансляции будет служить другая цепь ДНК? Предположите, что эта последовательность ДНК транскрибирует- ся, как указано в пункте А, но вам неизвестно, какая рамка считывания используется.
Может ли этот участок ДНК относиться к началу гена, к его середине, к его концу? Г. Рас. 5- в при< разным (задача Модифицированные нуклеотиды, особенно часто встречающиеся в молекулах тРНК, образуются в результате ковалентной модификации стандартных нуклеотидов перед их включением в РНК- транскрипты, Если в антикодоне тРНК™ заменить одно основание, так чтобы он узнавал сериновый колон, а затем добавить его в бесклеточную сисмгему, то синтезированный белок должен содержать тирозин во всех положениях, обычно занимаемых серином. Каждый комплекс аминокислоты с тРНК активирован не для его присоединения, а для присоединения очередной аминокислоты к растущей полипептидной цепи.
Согласно гипотезе неоднозначного соответствия, спаривание оснований происходит путем образования связи между основанием в первом положении кодона и основанием в третьем положении антикодона. Главная функция малой субчастицы рибосомы-связывание мРНК н различных тРНК; большая субчастица рибосомы катализирует образование пептидной связи. На синтез белков, при котором для присоединения одной аминокислоты требуются четыре макроэргические фосфатные связи (4 на кодон), идет в целом меньше энергии, чем на транскрипцию ДНК с образованием РНК, при которой на один добавляемый к полинуклеотидной последовательности нуклеотид тратится свободная энергии двух макроэргических фосфатных связей (б на кодов). Поскольку стартовым кодоном для начала синтеза белка является АПО, то метиоиин обнаруживается только на Х-концах полипсптидных цепей белков.
Некоторая з щержка между связыванием нагруженной тРНК с рибосомой и последующим использованием аминокислоты в синтезе белка повышает точность последнего, давая возможность тРНК с неправильно спаренными основаниями отделиться от рибосомы. Многие антибиотики, используемые в современной медицине, избирательно подавляют синтез белка только у бактерий благодаря структурным и функциональным различиям между рибосомами прокариот и эукариот. Основные генетические механизмы 11 От С-конца молекулы фермента бета-лактамазы из В, ?сс)сенс)огтсз после того, как он синтезируемся, отделяется несколько аминокислот.
Последовательность на С-конце этого фермента можно установить путем сравнения его с ферментом мутанта, у которого происходит сдвиг рамки считывания в результате вставки или делсцин одного нуклеотида. Аминокислотные последовательности очищенного фермента из клеток дикого типа и из клеток мутанта со сдвигом рамки представлены ниже, начиная с 263-го остатка до С-конца: менте из клеток дикого типа и, насколько возможно, реальную последовательность для этого фермента. Вы изучаете особенности синтеза белка у одноклеточной инфузории Тесга)сутана.
При этом у вас есть как успехи, так и неудачи. Успехи. это получение первых данных о последовательностях белка и нуклеиновой хислоты для С-конца одного из белков ТесшАутепи: ! м у к О ч А сс т О с. АГШ АОО ОАО ААО ОАО ООС ОСА ОАА АСА САА ОСА ООА ОАС СОА Неудачи состоят в том, что вам не удается провести трансляцию очищенной мРНК Тетайутеии в лнзате ретикулоцитов, который служит стандартной системой для анализа синтеза белка 1п чйго.
Эту мРНК можно было считать хорошей по всем критериям, но продуктами ее трансляции были в основном мелкие полипептиды (рис. 5-1, дорожка 1). Чтобы разобраться в причинах неудач, вы ставите несколько контрольных опытов с очищенной мРНК вируса табачной мозаики (ВТМ), которая кодирует белок с мол, массой 116 кДа.
Эта мРНК хорошо транслируется в системе 1п чсгго; при этом образуется белок с мол. массой 116 кДа — ожидаемый продукт, который на электрофореграмме дает основную полосу,— и белок с массой на 50 кДа болыпе, который дает очень слабую полосу 1дорожка 2), При добавлении РНК Тесгассутепа отмечается значительное возрастание количества продукта с более высокой мол. массой гдорожка 3). Когда вы добавляете в систему некоторое количество цитоплазмы ТеггаАутепи (без рибосом), мРНК ВТМ дает почти исключительно продукт с болыпей мол, массой (дорожка 4); кроме того, к вашему удовольствию, ранее неактивная мРНК Тесса)сусссепа, по-вндимому, начинает транслироваться (дорожка 4).
Вы убеждаетссь в этом, исключая из системы мРНК ВТМ (дорожка 5). енк Гессаьумела + Цлслллаама Гесгаягглма + + + менк втм сса 94 40 А. Чем необычна кодирующая последовательность для белка Тес ги?сутепа? Б. Как, по вашему мнению, образуется минорный продукт с большей 22 мол, массой за счет мРНК ВТМ в лизате ретикулоцитов? В. Объясните, почему изменяется соотношение между количествами основного и минорного белков ВТМ при добавлении только РНК Теста)сутепсс и этой РНК вместе с цитоплазмой Тесгийутепа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
