Дж. Уилсон, Т. Хант - Молекулярная биология клетки - Сборник задач (1120987), страница 80
Текст из файла (страница 80)
белок должен иметь последовательность валин-аланин-тирозинпролин. Молекула тРНКеы покидает рибосому только после того, как образуется пептидная связь между аланином и тирозином. Таким образом, следующей тРНК, которая свяжется с рибосомой после отделения тРНК"'", будет тРНК»". Как только аминогруппа аланина образует пептидную связь, эфирная связь между валином и тРНК»и разрывается„тРНК»" отделяется от рибосомы, а тРНКхы передвигается от А-участка к Р-участку. В. Эта короткая мРНК кодирует три различных пептида, так как имеются три разные рамки считывания. Во второй рамке считыва- ния первый кодон является стоп-кодоном УАО; однако последую- щие кодоны могут транслироваться: 5' — О 11 А О С С Ь1 А С С С А Ь1 А ОС вЂ” 3 Ч А У Р Р Т Н й Я Ь Р 1 рамка 1 рамка 2 рамка 3 На этой ДНК может сннтезироваться и другая мРНК: 5' — С СЫ А ЫОООЬ1 А О О С 11 АС-3' рамка 1 рамка 2 рамка 3 Р М О й 1.
Ь % Ч О У У О Таким образом, последовательности пептидов будут совершенно различными. Надо быть внимательным к тому, чтобы правильно соблюсти полярность цепей,-очень легко попасть в ловушку, считая, что комплементарная последовательность первой мРНК есть 'САЫСООАЫОООБАЫСС', а это неверно, так как цепи ДНК идут в противоположных направлениях. Г. Поскольку в этой последовательности нет кодона АЬ1О или О11О 1который иногда используется как стартовый сигнал для трансляции у Е.
соИ), она не может относиться к началу кодируюшей области гена. Она могла бы относиться к концу гена, если бы использовалась первая или вторая рамка считывания, или к середине гена, если бы использовалась третья рамка считывания. Чтобы разобраться в этих возможностях, нужно иметь больше информации. 5-4 А. Для преобразования двух аминокислотных последовательностей в соответствующие последовательности оснований мРНК можно использовать генетический код: 5-3 А.
~ ОЫАОССЫАСССАБАОО~ . Б. Если трансляция начинается с 5'-конца РНК, то синтезированный 282 Глава б дикий тип: Гч' М Х О К ААП АПО ААЧ ООП ААА С С С С А О мутант: 1Ч М ! ЗЧ О ! С Ч М К ГУ ААВ АоО АГУГУ Г7ОО САА АУУ Г7ОС ОСУ АВО ААА ОАГ7 С С О С С С О С А А А Сравнение этих двух последовательностей мРНК показывает, что мутант несет дополнительное основание 13 в восьмом положении. Таким образом, мутация со сдвигом рамки возникает из-за встраивания пары оснований АТ в этом положении в ДНК.
Б. При удалении лишнего П из последовательности мутанта восстанавливается расширенная последовательность дикого типа, которую опять можно перевести в аминокислотную последовательность, как показано ниже: Я А Я Гч М Х О К Р Ч Ь ААЬ) АЬ)О ААЬУ ООС ААА ЬУПЬ7 ОЫО Ш 1А ))ОА ААО С С С С О А А О Первые семь кодонов в расширенной мРНК кодируют аминокислоты однозначно. Восьмой же колон мог либо кодировать аминокислоту, либо выступать в роли стоп-кодона. Девятый кодаи определенно является стоп-кодоном. Таким образом, поскольку аспарагин в начале приведенной выше аминокислотной последовательности имеет номер 263, интактный полипептид должен иметь в длину либо 269, либо 270 аминокислот.
Два стоп-кодона, повторенные тандемно, довольно часто'встречаются в конце кодируюших последовательностей. 5-5 А. Кодирующая последовательность для белка Теггайушела необычна в том отношении, что в отличие от других микроорганизмов, у которых ПАО и ЫАА являются стоп-кодонами, у Теугайутелл они определяют аминокислоту глутамин Я). Б. Белок, образуюшийся в наименьшем количестве, синтезируется на очищенной мРНК вируса табачной мозаики (ВТМ) в результате того, что считывается нодон, обычно служащий стоп-кодоном.
Хотя механизм такого редкого события и трудно понять, но можно все же предположить, что оно происходит тогда, когда трансляционная система ретикулоцитов ошибочно встраивает в сайте стоп-кодона аминокислоту, вместо того чтобы закончить синтез. Несколько удивительно то, что второй кодон терминации не встречается на протяжении 506 кодонов.
В. Считая, что ОАО и Ь)АА используются у Тен.аЬутела как кодоны для глутамина, увеличение доли белка ВТМ, считываемого от Основные генетические механизмы 283 начала до конца, можно объяснить присутствием такой тРНКо'", у которой антикодон комплемснтарен нормальному стоп-кодону ВТМ вЂ” 1)АО. Добавление РНК ТеггиАутепа вызывает незначительный сдвиг в количественном соотношении двух белков, потому что в ней содержится некоторое количество активированной тРНКо'".
Цитоцлазма вызывает больший сдвиг, потому что она содержит также соответствующую аминоацил-тРНК-синтетазу. 1Увеличеггие сдвига при добавлении цитоплазмы указывает на то, что тРНК-синтетазы, присутствующие в лизате ретикулоцитов, не могут снова «нагружать» аминокислотой специальную тРНК Темийутепа.) Эти результаты показывают, что по крайней мере два компонента из Те!го)гутепа — специальная тРНК и соответствующая тРНК-синтетаза-должны быть добавлены к лизату ретикулоцитов, чтобы могла идти эффективная трансляция мРНК ТеегаАутепа. Эти компоненты эффективно конкурируют с факторами терминации ретикулоцита, обеспечивая считывание мРНК Теггийутегга.
Г. Незначительные вариации в генетическом коде были открыты несколько лет назад и в геномах митохондрий, однако они не столь удивительны, как изменения кода у Теггаугутепа. В конце концов мнтохондриальные геномы малы и кодируют сравнительно немного белков, так что не столь трудно представить себе, как могли произойти изменения. Однако геном ТеггаАугпепа кодирует тысячи белков. Поразительнее всего то, что этот организм смог пережить предполагаемый переход от стандартного кода к его нынешнему коду.
Лвтератураг Ног»ге!ге, Яс богог«1!у, М. г!. Ап папава! яепебс соде гп ппс1еаг 8епеа о! Тегга8уте»а Ргос. Хаг!. Асаг!. 8сЬ 178А 82, 2452-2455, 1985. А»г!геаае», Р. Нс Пгетд, Нс Кг1аг!опае», К. !3ппапа! с111аге-арес1Ггс сог)опа го Теггаъутепа тНХАа аге 1гапа!а1ег! соггес11у 1и а гаЬЬп гебсп!осуге 1уаме аирр!егпепгег! г«1гЬ а апЬсе1!и!аг Вас!гоп !гого Тгггаьутепи ВюсЬегп.
3. 244, 331-335, 1987. 5-6 А. Данные, представленные на рис. 5-2, показывают, что Ь)-конец белка синтезируется первым. Линейный ! радиент радиоактивности от начала цепи — )ч-конца — до ее другого конца именно таков, каким он должен бьыь согласно модели, показанной на рис. 5-4б, А и Б Здесь все рибосомы несут лизин в положении 8, но рибосома у 5'-конца мРНК еще не достигла лизина в положении 16, поэтому здесь радиоактивность ниже, и так далее по очереди.
Практически ни одна из рибосом 1в действительности 1147 — 14437'147 или чуть выше 2'ге) не будет нести лизин в положении 144. Б. Углы наклона графиков для а- и !3-цепей очень сходны, из чего следует, что синтезируется практически одно и то же количество молекул каждой цепи. Имеющейся информации, однако, недостаточно, чтобы решить, одинаковы ли количества молекул мРНК для а- и ))-глобина. Для этого нужно знать, сколько рибосом было на каждой мРНК, т.
е, средний размер полирнбосом для а- и !5-глобиновых мРНК. На самом деле молекул а-глобиновой мРНК в два раза больше, чем молекул !)-глобиновой мРНК, но а-глобиновая мРНК менее эффективна, т. е, количество рибосом, которые начинают синтез за единицу времени, на а-глобиновой мРНК меньше, чем на !3-глобиновой мРНК. Эти факторы компенсируют друг друга, так что образование двух цепей четко сбалансировано.
В. График стремится к нулю по мере движения рибосомы к концу кодирующей области. Это означает, что цепи отделяются от 284 Глава б РУМИМЙ Начало кол области мыа кали 1В ! и РАВНОМЕРНО РАСПОПОЖЕННЫЕ РИ БОСОМ Ы В ЗАДЕРЖАННЫЕ РИБОСОМЫ Число аминокислот Число аминокислот 140 ое 120 $й, 22 с* ос Ио ЙО 20 0 З 10 1Е 20 2Е Врамя, мин Ряс. 5-47. Скорость синтеза белка ВТМ !ответ 5-7).
Рнс. 5-46. Соотношение между положением рибосомы, длиной пептида и картиной мечения (ответ 5-6), А. Длина пептидов, прикреп- ленных к рибосомам в разных положениях вдоль мРНК а-глоби- яа. Числа относятся к положениям первых двух остатков лизина. о. Картина мечения пептида в случае равномерно расположенных рнбо- сом. Рн Картина мечения пептидов в случае, когда продвижение рибо- сом ннгибнруется посредине моле- кулы мРНК.
Нептиды, присоеди- ненные к каждой рибосоме, показа- ны стрелками. Острие каждой стрелки соответствует С-концу полипсптнда н располагается точно под рнбосомой, на которой тот синтезируется. Штриховые линии, проходящие по остриям стрелок, показывают ожидаемую картину ыечевия пептидов.
А РИБОСОМЫ С ПРИСОЕДИНЕННЫМИ К НИМ ПЕПТИДАМИ рнбосом сразу, как только достигают стоп-кодона, или по крайней мере без такой паузы, которая была бы видна на графике при данной шкале времени. Г. Если бы на пути движения рнбосом существовала значительная преграда, то получаемые данные были бы сходны с теми, которые представлены на рис. 5-3, А. В таком случае расположение рибосом было бы более тесным до преграды и менее тесным за ней по ходу движении.
Вариант с ингнбнрованием движения рибосом представлен схематически на рис. 5-46,В.1 5-7 А. Как показано на рис. 5-47, скорость синтеза постоянна во времени. Кривизна профиля, столь очевидная на радноавтограмме !рис. 5-4),— это результат того, что скорость движения белков в полиакриламндном геле с додедилсульфатом натрия не связана линейной зависимостью с их размерами. ' В ряде других экспериментов были обнаружены паузы при трансляции глобиновых мРНК. См. Ртомв! А., Мопм А,Х Ое! сйтота1ойтарЬ!с апа!упз оГ пазссп1 Б1оЬтл сЬа!пз: Ечдепсе оГ попптГопп зие ейз1ПЬ01юп.
й Вю1. СЬепт., 1974, 249, 4594 — 4600; КгйВ)топ!ппт7соо !. А., Котпот А.А., Адзйидм !.А. Нопупбопп яуе д!згг!Ьнз!оп оГ пазсспг Б!оЬтп рер1Шез, тШепсе Гог рапзе 1осайхайоп пгез, апд а со1галз1а1юпа! Рго1е!и-Го1гйпй и!оде!. !. Ргогеш СЬетт 1991, 10, 445 — 454.— ПРим. рвд. перев. Основные генетические механизмы 286 Б. Скорость синтеза белка можно определить по углу наклона кривой на рис.
5-47. Соответственно система синтезирует полипептнд размером около 52000 Да за 10 мин, нли пептид 5200 Да в минуту, что соответствует 47 аминокислотам в минуту (5200/110). Эта скорость в 10 раз ниже, чем скорость синтеза в клетках Е. сой, н втрое ниже, чем скорость синтеза глобина в том же лизате ретнкулоцитов. Как будет обсуждаться в следующем пункте (В), причина относительно низкой скорости синтеза может заключаться отчасти в том, что смесь молекул тРНК в лизате ретикулоцитов пе вполне соответствует белку этого растительного вируса. В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
