Дж. Уилсон, Т. Хант - Молекулярная биология клетки - Сборник задач (1120987), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Какое обы' нение вы можетс предложить? Рве. 9-28. Р; генов актнн; 9-33). Гены указывающь транскрнпць Интрон Экзон 0Т Г.',;.""".;::",',: А0 Экзон И нтрон Экзон 0Т;::.:-:.д:; л;:Убо".'.,:::.,'.~ 66200Т0А60СССТ660СА0~0ТА06ТАТСССАСТТАСАА6 6020020АСАТТСТ660СА6,0ТА00ТАСТ66АА6СС6666 6060600АА0СССТ666СА6~0ТА06ТССАОСТТС60ССАТ 66Т6626А66СССТ660СА6',6ТТ00ТАТСАА66ТТАСАА6 6620020А60СССТ660СА0~ 0ТТ66ТАТССА66ТТАСАА6 6626020А60СССТ066СА6~6ТТ00ТАТССТТТТТАСАСС 66ССАТСАТОСССТ6АССА6' 0ТААСТТСААОСАСАТТ6СТ Карола Горилла Курица Человек Мышь Кролик Лягушка Рис.
9-29. $1-картир~ затравки ( 5цконцов 9-33). Рис. 9-27. Нуклеотилные последо- вательности генов )(-глобина у раз- ных видов как области зкзонов и интронов (залача 9-32). .. ' ..;.'.'.. й6 Экзон Интрон 9-32 Вы только что распечатали иа компьютере все последовательное( ДНК для семейства генов ))-глобина и берете эту кипу лпаь с собой на дачу, чтобы заняться ею в выходные дни.
Пу( просмотре распечатки вы обнаруживаете, что забыли указа? с каким участком гена имеете дело. Вам известно, что последоф тельности, представленныс на рис. 9-27, расположены на однова( границ — экзон7ннтрон или ингрон7экзон, и что эта граница проф дит по пунктирной линии. Вы знаете также, что интроны всю((( начинаются дннуклеотидами ОТ и заканчиваются АО, но пав'," маете, что эти специфические последовательности могут бц' расположены либо в начале, либо в конце интрона (рис.
9-27), ( Если вы не сможете определить, с какой стороны от пункуф ной линии расположен интрон, вам придется, несмотря иа вы(, ные дни, иернуться в город. От отчаяния вы пытаетесь разре задачу с эволюционной точки зрения. Вы знаете, что интрл. Клеточное ядро 155 Рис.9-28. Расположение четырех ивов актина у нематоды (задача 9.33). Гены обозначены стрелками, называющими направление их 13нвщиппии. Ген! Ген 2 Ген 3 Хромооома 5 Ген а Х.хромосома 1Ы гй ас !е. и. !с. эв ь, азв и. гь Б Удлинение затравки Д, 51.картирование з мрнк мрнк з ? | Гибридизация о меченой ДН К днк 5' ! Гибридизацн» с мееенмм опигонукпеотидом Кзп Опигонукяеотид Копирование обратной траиокрнптазой | Обработка нукпеезой 51 Кипячение й!е 9-29. Исподьзование методов , $1чартирования (А) и удлинения , нтравки (Б) для определения Уховаов актиновых мРНК (задача ; 933), Кипя»ение ь, 5).
уы и. 'Н ;аул це меняются быстрее (в них чаще происходят нуклеотидные замены), чем экзоны, так как изменения последовательностей интронов не затрагивают функцию. Поможет ли такой подход идентифициро- вать иитрон или вам придется собираться в дорогу? 9-33 Вы изучаете контроль на уровне транскрипции при синтезе актина у нематод. У этих животных актиновую мРНК кодируют четыре гена: три из них расположены рядом на хромосоме 5 (последовательности генов 1 и 3 идентичны), и еще один локализован на Х-хромосоме (рис. 9-28).
Для определения точки начала транскрипции вы используете два подхода: 81-картирование и удлинение затравки (рис. 9-29). Для определения 5'-конца методом Я1-картироваиия вы гибридизуете радиоактивный одноцепочечный сегмезп, расположенный на 5'-конце гена, с соответствующей мРНК, затем обрабатываете гибрид нуклеазой 81, чтобы удалить все одноцепочечные учаспси и анализируете зашищенпый фрагмент радиоактивной ДНК с помо!пью электрофореза в денатурирующем геле, чтобы определить его длину (рис. 9-29,А). При использовании метода удлинения затравки вы гибридизуете специфические олигонуклеотиды по отдельности с каждой из мРНК (гены 1 и 3 идентичны), нараГциваете эти олигонуклеотиды до 5'-конца мРНК и анализируете получившиеся фрагменты ДНК в денатурирующем геле (рис.
9-29, б). В случае гена 4 результаты, получетпзые этими двумя методами, совпадают. Однако для генов 1, 2 и 3 длина мРНК, полученная методом удлинения затравки, оказывается на 20 нуклеотидов больше, При сравнении последовательностей мРНК (их можно определить методом удлинения затравки) с последовательностями 156 Глава 9 Рве. 9-36. Последовательностл РНК и ДНК для генов актвна я генов лцаерных РНК (задача 9-33). В последовательностях ДНК подчеркнут сайт начала трансляции генов актнва (АТО).
В последова- тельностях РНК подчеркнут сегмент лндерной РНК, присутствующий ва 5сконцах актлновых генов и генов лялервых РНК. 5свуклеотяд РНК (Х) нельзя определить методом удлинения затравки. Ген 1 актина ДНК;5' ТАТТАТСААТТТААТТТТТСА66ТАСАТТАААААСТААТСААААТИ РНК: 5 ' 66оасаопАААААспааосАААА66 Ген 2 актина ДН К: 5 ' АТААТТСАТААТТАТТТТСТА66СТААСТТССТССТААТСТААТАААТСАХЯ РНК: 5 ' 66СПААСПОССОССОААОСОААОАААОСАО6 Ген 3 вктина ДНК:5' ТАТТАТСААТТТААТТТТТСА66ТАСАТТАААААСТААТСААААХЯ РНК: 5 ' 66ПАСАОПАААААСОААОСААААО6 Рве. 9-31 рованньк ния ннтр (задача содержиз млни-гев 5'.сайта ~ никами и защтрли части эю 3'-сайты синге.
Ген, кодирующий лидеркую РНК ДНК: 5 ' 66ТТТААТТАСССААСТТТСА66ТАААСАТТСАААСТСА РН К: 5 ' 66ОАААСАОПСАААСОСА гена вы обнаруживаете, что каждая из этих мРНК на своев) 5'-конце содержит одну и ту же последовательность, состоящую и~( 20 нуилеотидов и некомплементарную последовательности гвин (рис. 9-30). Используя олигонуклеотид, комплементарный этому лидер) ному сегменту РНК, вы обнаружили, что соответствующая послей довательность ДНК в хромосоме 5 повторена около 100 раз) однако этот кластер расположен довольно далеко от генов, коди.',*' рующих актин. Этот лидерный ген кодирует РНК размером окали~~~ 100 нуклеотидов.
5'-Конец этой лидерной РНК идентичен сегмент)„1 присутствующему на 5'-конце актиновых мРНК (рис. 9-30). А. Принимая во внимание, что лидерная РНК и актииовые мРН((( соединяются путем обычного сплайсинга, укажите на рис. 9-30,1 какие точки РНК являются наиболее вероятными местами сплав~ синга. Б. Если ген, кодирующий лидерную последовательность, и антиповн( гены 1, 2 и 3 расположены на одной хромосоме, почему не можев) быть так, что транскрипция начинается с гена, кодирующеге~ лидерную последовательность, и продолжается на генах актини', причем образуется РНК-предшественник, который затем сплайси ~ руется с образованием актиновых мРНК? В.
Как можно объяснить способ образования актиновых мРНК с об~ щей лидерной последовательностью? 9-34 Многие гены высших эукариот содержат большое число экзонои Для правильного сплайсинга таких генов необходимо, чтоби соседние экзоны соединялись друг с другом. Если этого не пре изойдет, экзоны выпадут. Поскольку все 5'- и все 3'-сайты сплайси. рования выглядят одинаково, то кажется удивительным, что лри сплайсинге пропуски экзонов происходят весьма редко.
Очевидно, должен существовать какой-то механизм, который хранит отце чатки соседних экзонов и обеспечивает их правильное соединение Одно из предположений, объясняющих механизм сохраневц определенного порядка экзонов при сплайсинге, состоит в том, чте структуры, осуществляющие сплайсинг, связываются с сайтои сплайсинга на одном конце интрона и сканируют весь интрои в поисках второго сайта сплайсинга на другом конце. Подобньй механизм мог бы гарантировать, что экзон никогда не буди пропущен. Вы очень заинтересовались этим предположением и рс. шили его проверить. Для этого вы конструируете два мини-геня Клеточное ядро 157 4. Мини-тени и з з И. Мини-ген 2 5' 5' ем из на 'р иеиз, ип 'у К О, ие о а, рис 9-31. Мини-гены, сконструи- роианиые для изучения сканирова- иии интронов при сплайсинге РНК (диана 9-34).
Минн-ген 1 (л) миервит два Зчсайта сплайсинга; мни-ген 2 (Б) содержит два 5'свита сплайсинга; прямоуголь- ввиыи изображены целые экзоны; иитрииованными фигурами— неги экзонов. Указаны 5ч и у сваты соединения при сплай- еиие, один с дуплицированным 5чсайтом и другой с дуплицированным 3'-сайтом сплайсинга (рис. 9-31). Вы вводите этн гены в клетки и анализируете образовавшиеся на них РНК, чтобы определить, какой из 5'- и 3'-сайтов отобран при сплайсинге. А.
Изобразите схематически, какие продукты вы ожидаете получить на каждом из мнни-генов, в случае, если осуществлпощие сплайсинг структуры связываются с 5чсайтом сплайсинга и проверяют последовательность в направлении к 3'-сайту сплайсинга, и в случае, если они работают в противоположном направлении. Б.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
