Дж. Уилсон, Т. Хант - Молекулярная биология клетки - Сборник задач (1120987), страница 57
Текст из файла (страница 57)
10-26, можно объяснить возникновение разных типов даль тонизма? 10-35 У дрожжей Басе!)агол)усез сегер(я(ае Ту-элементы перемещаюта ' на новое место в геноме в форме промежуточной РНК. Обрат ни транскриптаза, кодируемая Ту-элементом, обычно экспресся. Контроль генной экспрессии 191 Уаь 16.27. Анализ ктеток, несущих нмннду с модифицированным ?уснементом (звдачв 10-35).
Клет- и были выращены на глюкозе или и пннктозе в качестве источника 1тжрода. Клетки ли выращивали аврисугствии гистидинв, клетки Яб'-на среде без гнстидинв. 'Покоси содержат рестрикты, кото- ?не гвбрндизуютсв с мвркерной ПНК, изначально присутствующей .1?у-элементе, переносимом плвз- щдой. Глюкоза (Лк ! Галактоаа 1ЛГт 1 Галактоаа1НГ5 1 3 4 3 6 т 3 9 10 11 12 13 14 13 1 2 А. Б. В. У человека А1и-последовательность присутствует в шести сайтах в интронах генов сывороточного альбумина и а-фетопротеина (эти гены эволюционно родственны и в геномах млекопитающих 10-36 руется на таком низком уровне, что транспозиция происходит очень редко.
Для изучения процесса переноса вы конструируете клонированный вариант Ту-элемента, в котором ген, кодирующий обратную транскриптазу, соединен с контролирующими элементами галактозного оперона. Кроме того, вы «маркируете» Ту-элемент фрагментом бактериальной ДНК таким образом, чтобы его можно было специфически отличать от других Ту-элементов генома. В качестве гена-мишени, позволяющего выявить факт переноса, вы используете дефектный гистидиновый ген, экспрессия которого зависит от встраивания Ту-элемента вблизи его 5'-конца. Вы показали, что клетки дрожжей, несущис плазмиду с таким модифицированным Ту-элементом, при выращивании на глюкозе образуют колонии НИ' с частотой 5 х 10 в. Если те же клетки растут иа галактозе, то частота колоний Н1Ь' составляет 1О а, т.е.
наблюдается увеличение частоты в 20 раз. Вы заметили, что культуры клеток с плазмидой, содержащей Ту-элемент, нормально растут на глюкозе, но очень медленно на галактозе. Чтобы изучить это явление, вы выделяете отдельные колонии, выросшие в трех разных условиях: колонии )г15, выросшие в присутствии глюкозы, колонии ЬЬ, выросшие в присутствии галактозы, и колонии Н15', выросшие в присутствии галактозы. Вы «излечиваете» каждую колонию (удаляете плазмнду путем выращивания в специальных условиях), из каждой культуры выделяете ДНК и анализируете ее методами гель-электрофореза и блат-гибридизации, используя в качестве зонда ДНК бактериальной части сконструированной вами плазмиды.
Полученные результаты показаны на рис. !0-27. Почему в клетках, выросших на галактозе, перенос осуществляется значительно чаще, чем в клетках, выросших на глюкозе? Как показано на рис. 10-27, клетки, выросшие на галактозе в присутствии гистидина ()г15 ), содержат в своих хромосомах примерно столько же копий маркированного Ту-элемента, сколько их содержится в клетках, выросших в отсутствие гистидина (Н15т). Если перенос не зависит от отбора по гистидину, то почему частота колоний Н15~, иидуцированиых Ту-элементом, так низка (1О а)? Как вы думаете, почему клетки с плазмидой, несущей Ту-элемент, так медленно растут на галактозе? 192 Глава 10 Рве.
10-28. Последовательности нуклеотндов в шести А!и-вставках, представленных в семействе генов альбумнва человека (задача 10-36), Пунктиром обозначенм нуклеоталы внутренней части А!и-послеловательностей. расположены рядом). Эволюционные ветви человека и крыса дивергировали более 85 мли. лет назад при возникновении ря3. ных видов млекопитающих. Что означает присутствие А?и-посля ' довательностей в этой паре генов человека н их отсутствие в зтж же генах крысы — то, что зти последовательности вторглясв в гены человека относительно недавно или что эти последов!. ' тельностн каким-то образом исчезли из генов крысы? Для ответа на этот вопрос вы определили последовательноса нуклеотидов во всех шести А1и-последовательностях в семейсп1 генов альбумина человека.
Последовательности, граничащие! концами встроившихся А1и-элементов, приведены на рис. )0-23. А. Отметьте левую и правую границу встроенных А1и-последовь тельностей н подчеркните те нуклеотиды в соседних с нвш участках хромосомных ДИК, которые изменились вследствв1 мутации. Б.
Известно, что скорость замен нуклеотндов в интронах составляе для каждого сайта примерно 3 х )О 3 мутаций за миллион лж Считая, что и в интронах, граничащих с этими А1и-последо вв: тельностями, замены происходят с той же частотой, рассчнтайгя сколько лет прошло с тех пор, как А1и-последовательнссп встроились в эти гены (для расчетов объедините все А1и-послед вательносги, т.е, считайте, что они встроились примерно в одв и то же время). В. Почему в этих расчетах используются специфические последо в3 тельности, окружающие А1и-элементы? Почему не принимаю во внимание фрагменты иитронов большего размера? Почему в рассматриваются мутации в самой А)и-последовательности? Г.
Вторглись ли эти А1и-последовательности в гены человека недв но (после возникновения разных видов млекопитающих) или они утрачены в геноме крысы? и-и +- А)и-повтор (300 нукпеотиаов) 3 ТТАААТА ) аассааа — — — — -ь)ьчАААААААААА ) ТТАААТА тат а тапа ) ахтСАаа — — — — -ЬАЬтьЧАЬАВ ЧЬЬА ) тС та тапа тсттсттА)ааст666 ††††-6ААЪААААААААА)тсттсттА АХАЬТАатхтстатс)аастааа — — — — АСАЬЬЬАААЬААА)ТЬААТАатхтстатс 66АТ6ТТ6Т66)66СС666 — — — — ЬАЬЬАЬЬААЬАЬА)аахтаттатаа А6ЬЬСТЬАЬА6166СТА66 ††††-ЬАААЬА6А6ЬАСА)АСЬЬСС6ААА6 Цитоскелет Мышечное сокращение (МБК 11.1) Г.
Д е Ж 3 И К Л гидролиза. кл 11-1 А Б В и-г А. Б. В. Заполните пропуски в следующих утверждениях. -это сложная сеть белковых филаментов, которая позволяет клеткам эукариот принимать различные формы и совершать координированные и направленные движения. Примерно две трети массы высушенных мышечных волокон составляют цилиндрические , обычно имеющие диаметр от 1 до 2 мкм н длину, равную длине мышечной клетки. «Исчерченностьв мышечных клеток связана с присутствием в них регулярно повторяющих элементов, называемых , каждый из которых содержит ряд светлых и темных полос.
Среди цлтоскелетных белков преобладает , который обнаруживается как в виде глобулярных субъединиц, так и в виде филаментов толщиной 8 нм. Толстые филаменты миофибрилл состоят в основном из белка Многие белки цитоскелета построены из двух а-спиралей, которые закручиваются одна вокруг другой, образуя Актиновые филаменты имеют структурно различающиеся концы, которые называются (или заострсннымн концами) и (или оперенными концами). Два главных вспомогательных белка, участвующие в механизме Саз'-регуляции в скелетных мышцах позвоночных-это и Наиболее «примитивные» мыпшы, расположенные в тех участках тела, где требуются медленные и продолжительные сокращения, не имеют исчерченности и называются Своевременное разъединение двух дочерних клеток при клеточном делении зависит от активности пучка из актиновых филаментов и молекул миозина, расположенного в виде пояска под плазмати- ческой мембраной и называемого Способные к сокращению организованные пучки из актиновых филаментов и миозина, являннциеся характерным компонентом культивируемых фибробластов, носят название Укажите, какие из следующих утверждений правильные, а какие— нет.
Если утверждение неверно, объясните почему. У бактерий нет цитоскелета. Мышечное сокращение-это результат скольжения толстых фила- ментов по тонким без изменения длины филаментов обоих типов. Для полимеризапли актина необходим АТР, но не энергия его 194 Глава 11 Каждая молекула миозина состоит из четырех полипептидкп цепей — двух тяжелых и двух легких. В отсутствие актина миозин не может гидролизовать АТР до А0) и Рп Мышечное сокращение штдуцируется повышснием внутриклец4 ной концентрапии ионов Са", которые выбрасываются в дитя золь при открывании Са"-каналов в саркоплазматическом рег~ кулуме.
Мышечное сокращение прекращается, как только связанная мембраной Саз'-зависимая АТРаза снижает уровень АТР. Тропонин 1 ингибирует взаимодействие миозина с актином, а т . попив С в присутствии Са" снимает это ингибирование, позво, миозину связываться с актином. В отличие от поперечнополосатых мышц сокращение глади мьшщ вызывается Са"-зависимым фосфорилированием одной легких цепей миозина, Адреналин расслабляет гладкие мышцы, вызывая фосфорная ванне киназы легких цепей миозина. Нити напряжения представляют собой нечто вроде мельчай миофибрил, которые соединяют фокальные контакты на плаз.
тической мембране друг с другом или с сетью промежуточя филаментов внутри клетки. Белые мышечные клетки приспособлены для сокращения в аэр ных условиях, красные †д сокращения в анаэробных условна Рне. 11-1. Дае электронные фотомнкрографнн продольного среза поперечпополосатой мышцы (задача 11-3). Фотографии сделаны с различными экспозициями. (С любезного разрешения Х. Хаксли.) Цитоскепет 195 11-3 На рис. 11-1 показаны две электронные фотомикрографии поперечнополосатой мышцы в продольном разрезе.
Саркомеры на этих фотографиях находятся в двух разных стадиях сокращения. А. Определите, где на фотографии (рис. 11-1, А) расположены: 1. Темная полоса. 2. Светлая полоса. 3.Б.-диск. 4. Миозиновые филаменты. 5.Актиновые филаменты (укажите плюс- и минус-концы). 6. а-актинии. 7. Миомезин. 8. Титин. Б, Попробуйте найти все это на другой фотографии (рис. 11-1, Б). Будьте внимательны! ! А. МОЛЕКУЛА МИОЗИНА твс нм Хвост МИОЗИНЭ Б. СПИРАЛЬ МИОЗИНА Вив с «У Э Рвс. 11-2. Схематическое изображение отдельной молекулы миозина (А) и спирали из миознновмх молекул (Б) (задача 11-4). Две головки миозина длв простоты показаны как одно целое.
Шесть молекул мнозииа, образующих первый виток спирали, пронумерованы. Вид сввриу 11-4 Ничто лучше не иллюстрирует принципов сборки белков в ансамбли, чем строение мышц и организация цитоскелета. Молекулы белка, участок связывания которого комплементарен другому участку его собственной поверхности, могут самопроизвольно собираться в комплексы. Образующаяся структура в зависимости от геометрии и взаимного расположения комплементарных участков может быть либо кольцевой (простейший случай — димер), либо спиральной.
Эти простые комплексы в свою очередь могут взаимодействовать друг с другом за счет все того же принципа комплементарного связывания, образуя более сложные структуры. Возникшие таким путем комплексы обладают свойством геометрической симметрии, которая вытекает из способа их построения. Вообще биологическая симметрия довольно проста для понимания, хотя многие и считают ее необъяснимой и даже несколько пугающей. Как бы то ни было, отмеченные принципы симметрии позволяют создать концептуальную основу для анализа биологических структур. Рассмотрим в качестве примера толстый филамент миозина.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
