Дж. Уилсон, Т. Хант - Молекулярная биология клетки - Сборник задач (1120987), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Он ингиби руст синтез белка, но не затрагивает ни синтеза ДНК, ни синтеза РНК. При добавлении эдвина к лнзату ретикулоцитов синтез белка прекращается спустя некоторое время, как показано на рис. 5-7, В отличие от этого циклогексимид останавливает синтез белка сразу после добавления. Анализ лизата после ингибирования эдеином, проведенный методом центрифугирования в градиенте плотности сахарозы, показал, что после остановки синтеза белка в лизате не оставалось полирибосом.
Вместо них вся мРНК глобина накапливалась в аномальном пике 403, содержащем также эквимолярные количества малых субъединиц рибосом и инипнаторную тРНК. А. Какой этап в синтезе белка ингибирует эдеин? Б. Почему синтез белка прекращается не сразу после добавления эдеина? От чего зависит длительность этой задержки? В. Следует ли ожидать исчезновения полирибосом, если вы добавите одновременно с эдвином циклогексимид? Мехаиизмы репарации ДНК (МБК 5.2) Заполните пропуски в следующих утверждениях А. Большая часть спонтанных изменений в ДНК быстро ликвндиру- ется за счет процесса исправления, называемого ; лишь изредка механизм поддержания постоянства структуры ДНК не срабатывает, н появившееся в последовательности нуклеотидов изменение сохраняется; оно называется Б. Для генов, которые кодируют , участвующие в сверты ванин крови, характерно накопление мутаций, не подвергающихся давлению отбора.
В. Два наиболее распространенных изменения в ДНК вЂ э , возникающая в результате разрыва ?е?-глнкозидных связей аденина или гуанина с дезоксирибозой,и ,при котором цитозин превращается в урацил. Г. Репарация ДНК включает три этапа: узнавание и удаление измененной части цепи ДНК ферментами, называемыми ; последующий ресинтез удаленного участка фермен- том и сшивание разрыва, оставшегося в цепи ДНК ферментом Д. Нехватка основания, обычно соединенного с дезоксирибозой в мо лекуле ДНК, быстро распознается ферментом , которая разрезает фосфодиэфирный остов цепи ДНК в измененном участке. Е. Каждая узнает в ДНК измененные основания опреде- ленного типа и катализирует их гидролитическое отщепление от сахара дезоксирибозы.
Ж. Те повреждения ДНК, которые создают искаженна в ее спиральной структуре, удаляются с помощью механизма репарации 3. У Е. сой любая остановка репликацни, вызванная повреждением 16 Глава б ДНК, служит сигналом для , позволяющего преодолеть блок репликации и тем самым дающего клетке шанс на выживание. Укажите, какие из следующих утверждений правильные, а какие— нет. Если утверждение неверно, объясните почему. Фибринопептиды, которые отделяются от фибриногена при его активации и образовании фибрина во время свертывания крови, особенно полезны для оценки частоты мутаций, потому что они, по-виднмому, не связаны непосредственно с какой-либо жизненно важной функцией.
Оценки частоты мутаций, основанные на различиях в амнно- кислотном составе между одними и теми же белками у разных видов, всегда будут заниженными, поскольку некоторые мутации могут существенно затрагивать функцию белка и исключаться из популяции под давлением отбора. Поскольку гистоны Н4 фактически идентичны у всех видов, то следует ожидать, что и гены гистонов Н4 у разных видов тоже идентичны. Наблюдаемые скорости мутирования, хотя оии и очень низки, тем не менее определяют число незаменимых генов: в любом орга- низме оно составляет приблизительно 60000.
Существуют разнообразные механизмы репарации, но все они зависят от наличия двух копий генетического материала, по одной в каждой хромосоме диплоидного организма. Как при спонтанной апурнннзации, так и при удалении дезамини- рованиого цитознна урацил-специфической гликозилазой ДНК образуется один и тот же промежуточный продукт, служащий субстратом для АП-эндонуклеазы. Только начальный этап репарации ДНК катализируется уникаль- ными для процесса репарации ферментами; последующие ее этапы катализируются ферментами, выполняющими более общие функ- ции в метаболизме ДНК. Основное назначение экстренного ЯОЯ-ответа у Е.
сой-повысить выживаемость клеток за счет внедрения компенсирующих мутаций вблизи участка первоначального повреждения ДНК. Все продукты спонтанного дезаминирования четырех обычных оснований ДНК узнаются как неестественные, когда они возни- кают в ДНК. А В И 5-13 Несколько генов у Е. сод, таких, как иегА, пвгВ, иегС и гесА, участвуют в репарации повреждений ДНК, вызванных ультрафиолетовым облучением.
Штаммы Е. сой, имеющие дефект по любому из этих генов, гораздо более чувствительны к летальному действию ультрафиолета, чем штамм дикого типа, как показано для штаммов иегА и гесА иа рис. 5-8,А. Отдельные мутации в разных генах могут комбинироваться попарно, приводя к появлению всевозможных двойных мутантов. Чувствительность двойных мутантов варьирует гораздо шире, чем чувствительность мутантов по одному гену. Комбинации из двух квг-мутаций дают лишь слабое увеличение чувствительности по сравнению с любой единичной ииг-мутацией. В то же время комбинация тесА-мутации с любой из ивг-мутацнй дает штамм, который особо чувствителен к УФ-свету, как показано для иегАгесА-мутанта на графике с растянутой шкалой (рис.
5-8,Б). Почему сочетание гесА-мутации с ивг-мутацней дает чрезвычайно чувствительный к УФ-свету штамм бактерий, тогда как при зт 10 0,1 0,01 О,О! в УФ-доза, Дз«ма 10 0,1 0,2 УФ-доза, ДжГмз комбинировании мутаций в разных иог-генах чувствительность возрастает не больше, чем при единичных мутациях? В. Согласно распределению Пуассона, в популяции бактерий, получившей в среднем один летальный «удар», 37% (е ') клеток выживет, потому что по ним этот удар не придется. В случае двойного мутанта иигАгесА при дозе 0,04 Дж/мз выживаемость составляет 37% (рис.
5-8, Б). Рассчитайте, сколько пиримидиновых димеров образуется при одном летальном ударе в случае штамма иогАгесА, считая, что размер генома Е. сой равен 4 х 10' п.н., из которых на долю ПС приходится 50%, и что облучение ДНК ультрафиолетом в дозе 400 Д;к/м' приводит к превращению 1% всех пиримидвновых пар (ТТ, ТС, СТ плюс СС) в пиримидиновые димеры. 5-14 Кроме летального действия УФ-свет оказывает также мутагенный эффект.
Предположим, что вы измерили частоту мутаций, индуцированных ультрафиолетом, у штамма Е сой дикого типа и у штамма с дефектами либо по гену иогА, либо по гену гесА. Результаты приведены в табл. 5-1. Неожиданно эти штаммы оказались заметно различающимися по своей мутабильности под действием УФ-света. А.
Предполагая, что продукты генов гесА и ио А участвуют в различных механизмах репарации повреждений, вызванных ультрафиолетом, ответьте, какой путь более предрасположен к ошибкам? Какой механизм преобладает в клетках дикого типа? Таблица 5-1. Частота УФ-ннлуцнрованных мутаций у разных штаммов Е. еой (задача 5-!4) Число мутаняя/10'о ныжнашнх клеток Выжноаемость, % Штамм 100 1О 1О Дикий тнп гесА мтА 400 1 40 000 2 !428 Рнс.
5-8. Выживаемость клеток (%) как функция дозы ультрафиолето- вого облучения (залача 5-13). А. Выживаемость клеток дикого типа, ио А-мутанта, гееА-мутанта н двойного мутанта иогАгесА. Б. Кривая выживаемости мутанта иогАгесА нрн растянутой шкале ло осн абсцисс.
за и 1О В Ь $ ! я $ 0,1 Основные генетические механизмы 17 58 Глава 8 Рн ро чсг (за БОБ-ответ у Е. сой представляет собой экстренную реакцию на повреждение ДНК. Как видно из рис. 5-9, при нормальных условиях БОБ-набор генов, индуцируемых повреждением, выключен репрессором!ехА, который частично подавляет также свой собственный синтез и синтез гесА.
В ответ на повреждение ДНК некий сигнал (по-видимому, это одноцепочечная ДНК) активирует гесА, который затем вызывает расщепление 1ехА. В отсутствие 1ехА все гены зкспрессируются максимально. БОБ-ответ повышает выживаемость клеток в условиях повреждения ДНК, временно увеличивает скорость мутирования и, следовательно, изменчивость в популяции бактерий. Экспрессия БОБ-генов необходима в случаях резких повреждений, но нх постоянная экспрессия могла бы оказаться очень вредной для клеток. Один из аспектов регуляции БОБ-ответа кажется совершенно парадоксальным: экспрессия 1ехА (репрессора БОБ-ответа) сущест- Ряс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
