Дж. Уилсон, Т. Хант - Молекулярная биология клетки - Сборник задач (1120987), страница 81
Текст из файла (страница 81)
На радиоавтограмме присутствует много полос, потому что рибосомы все время продолжают соединяться с мРНК в ходе эксперимента. Вы могли бы получить теоретически рассчитанный результат (рис. 5-5), добавив через 5 мин специфический ингнбитор инициации или немеченый метионин в большом избытке. Присутствие дискретных полос, а не сплошного фона полимерного материала предполагает, что в молекуле мРНК есть специфические точки: возможно, это сайты, в которых рибосомы должны некоторое время подождать подхода редких тРНК. Ведь популяция тРНК в ретикулоцнте предназначена для синтеза глобина, а не белка растительного вируса! 5-8 Последовательность ДНК ОООТАТСТТ Т6АСТАСОАСОС не должна была бы кодировать последовательность аминокислот белка ВГ2, так как 11ОА — это кодон тсрминации.
В этой последовательности должны, по-видимому, нарушаться обычные правила триплетного кода, чтобы лейцнл-тРНК мо~ла узнавать выделенный курсивом квадруплет: ООО ТАТ СТТТ ОАС ТАС ОАС ОСС. По существу рибосома должна сдвигать свою рамку считывания в середину гена! Мутации со сдвигом рамки первоначально были обнаружены Бензером (Вепхег) при исследовании генов га бактернофага Т4 и использованы затем Криком (Спс1с) при открытии триплетного кода. Позже с помощью остроумно спланированного генетического отбора были выделены мутантные молекулы тРНК, которые могли считывать четыре основания сразу. Было показано, что они подавляют определенные мутации со сдвигом рамки.
Обнаружить редкие случаи естественного подавления сдвига рамки — большой сюрприз для исследователя. Первый такой пример был обнаружен в гене 10 бактериофага Т7. После этого было найдено несколько ретровирусов н ретропозонов, которые используют подавление сдвига рамки относительно кодонов терминации как путь для образования минорных продуктов генов. Механизм супрессии в этих случаях неясен и служит предметом продолжающихся исследований. Б. Присутствие супрессируемого в пределах рамки считывания кодона 1)ОА (который однозначно узнается белком КГ2) в последовательности КР2 указывает на существование новой формы генного контроля.
Механизм сдвига рамки пока неясен. Предполагается, что имеет место конкуренция между сдвигом рамки и терминацией на кодоне ООА. Ко~да уровень ВГ2 в клетке высок, терминацня на 1)ОА-кодоне должна происходить чаще, чем при низком уровне ВГ2. Таким образом, когда содержание ВГ2 близко к нужному, будет образовываться очень мало новых молекул КР2, но если оно 2М Глава б снижается, вероятность сдвига рамки для рибосомы будет возрастать и синтез КЕ2 возобновится. Таким образом, эта ситуация очень напоминает авторе!'уляцию. Заметьте также, что сдвиг рамки происходит вблизи начала гена, так что на синтез бесполезного полипептида тратится не слишком много энергии.
Это очень привлекательная гипотеза для объяснения регуляции синтеза К!г2, однако прямых данных в ее пользу нлн против нее нет. Литература: Сгафеп, И'.34 Сов!э ГГ.б.; Таге, И.'Рс СавКеу, С.Т. Вас!ела! рерппе епагп ге1еаве Гаегогв: еопвегеегГ рпгпагу вггпегпге апгГ ровв1Ые Ггапгевшй гедп1апоп оГ ге1еаве Гас!от 2. Ргое. Наг!. Аеаг1.
Бс!. 13ЯА 82, 3616-3620, 1985. УасГгг, Тс Гиггпи», Н. Ехргеайоп оГ гпе Копв ввгеогпа е1гпв роГ депе Ьу пЬовогпа1 Ггагеев1пГбпд, дбепее 230, 1237 -1242, 1985. 5-9 А. Поскольку бактерии инкубировали в присутствии метки на про- тяжении времени одной генерации, которая означает удвоение массы, то 4 мкг из 8 мкг флагеллина, выделенного из геля, были синтезированы в присутствии ввб-цистеина. Величина радиоактивности образца показывает, что меченый цистеин содержится в одной из 1670 молекул флагеллина (фгл).
Сув 300 нмп/мнн Сув пмоль Сув 4 х 10в мкг фгл — - х з х фгл 4 мкг фгл 5 х 10в импумин мкмоль фгл мкмоль 6 х 10 в пмоль Сув 10в пмоль 100 пмоль фгл Сув — =бх10 ', фгл что равно одной молекуле цистеина на 1670 молекул флагеллина (1/6 х 10 4). Б. Нормальные кодоны для цистенна — это ()в3(3 и Г)СгС. Таким образом, ошибка при взаимодействии кодон — антнкодон относится к первому положению кодона (третьему положению антикодона).
Результаты этого и других экспериментов позволяют предполагатьэ что рибосомы могут ошибочно считывать П вместо С и С вместо () в первых двух положениях кодонов, а С и () — вместо А в первом положении. В. Предполагая, что все шесть аргининовых кодонов равновероятны получим, что в молекуле флагеллина должно быть шесть чувствительных аргининовых (ССС и ССгБ) кодонов (2Г6 х 18). Следовательно, истинная частота ошибок для одного «кодона с риском» составляет 1 Число молекул фгл Частота ошибок— х 1670 молекул фгл 6 чувствит. кодонов частота ошибок = 10 ". Г. Если вероятность сделать ошибку в каждом кодоне равна 1О ", то вероятность не сделать ошибку в каждом кодоне равна (1 10 в).
Тогда вероятность не совершить ошибку в и-кодонах будет (1 — 10 4)". Таким образом, доля правильно синтезированных молекул длиной 100 аминокислот составит (1 — 1О 4)'"~, или 99егы Для белка из 1000 аминокислот эта доля равна 90;ге. В случае молекул, состоящих из 10000 аминокислот, будет правильно синтезироваться только 37е/е молекул. Не удивительно поэтому, что Основные генетические механизмы 287 белки с количеством аминокислот свыше 3000 встречаются очень редко, Литература: ЕгГе!тап, Рс ОиГ!апс.!.
М!зггапз!абоп 1и Е. год Се!1 1О, 131 — 137, 1977. 5-10 А. Здеин специфически ингибирует инициацию синтеза белка, препятствуя соединению 605-субъединицы рибосомы с комплексом «405-субъединица1мРНК1ннициаторная тРНКв. Поскольку элонгация при этом не блокируется, то рнбосомы, которые уже начали синтез, завершают построение своих индивидуальных полипсптндных цепей и покидают мРНК, так что присоединенными к этой нукленновой кислоте остаются только малая субъедишща рибосомы и иннциаторная тРНК.
Эдеин-это антибиотик, выделяемый некоторыми штаммами ВасИГиу Гггепугс Б. Причина того, что синтез белка прекращается не сразу, а после некоторой задержки, связана с механизмом действия эдеина. Он ингибирует инициацию, не затрагивая реакций элонгации в синтезе белка. Таким образом, ничто не мешает рибосоме, которая только что начала синтезировать новый полипсптид, довести синтез до конца. Включение метки продолжается в течение всего периода образования исследуемого белка Гв данном случае, глобиновых цепей гемоглобина), т.е. около 1 мин. В, Если циклогексимнд (или любой другой ингибитор элонгацнн) добавляют одновременно с ингибнтором инициации, полирибосомы как бы «замирают».
Для того чтобы полирибосомы повреждались ингибиторами инициации, должно осушествляться продвижение рибосом, а оно блокируется ингибиторами элонгации. Литературе: Яауег, Вс Кетрег, Ис Уадии Я. 1депйбсабоп оГ а 488 рге1п1йзйоп согпр1сх !и гебсп!осуге 1узаге. 3. Вго. СГгегп, 253, 3384-3386, 1978. Механизмы репарации ДНК 5-11 А. репарация ДНК; мутация Б. фибрннопептиды В. апуринизация; дезаминирование Г. ДНК-репарируюшие нуклеазы; ДНК-полимераза; ДНК-лигаза Д.
АП-эндонуклеаза Е. ДНК-гликозилаза Ж. крупные повреждения 3. БОЯ-ответ 5-12 А. Правильно. Б. Правильно. В. Неправильно. Нуклеотидные последовательности генов гистона Н4 у разных видов значительно варьируют, однако изменения связаны по большей части с заменой нуклеотидов в третьем положении кодонов, так что гены кодируют одну и ту же аминокислотную последовательность. Г. Правильно. Д. Неправильно. Репарация зависит от наличия двух копий генетической информации, находяшейся в цепях двойной спирали ДНК.
Е. Правильно. Ж. Правильно. 288 Глава 8 3. Неправильно. Основное назначение БОБ-ответа заключается в том чтобы понизить точность синтеза ДНК и сделать возможным продолжение репликации после повреждения. Клетка отомрет, если репликация не возобновится, поэтому БОЯ-ответ-это возможность для выживания„а плата за него-мутация. И.
Правильно. Дезаминирование А, О или С (Т не несет аминогруппы) приводит к образованию основания, которое неестественно для ДНК. Например, С дезаминируется с образованием () †эт, по-видимому, можно объяснить, почему в ДНК вместо 13 используется Т. Проблема дезаминирования возникает в клетках эукариот, у которых многие СО-динуклеотиды метилируются в положении 5 углеродного кольца. Дезаминирование 5-метилцитозина дает Т.
5-13 А. Необычная чувствительность двойных мутантов иогАгесА к УФ-свету по сравнению с парами иог-мутантов предполагает, что существуют два пути ответа на повреждение, вызванное УФ-светом. При этом продукты гена ио участвуют в одном пути, а продукт гена гееА — в другом. Согласно эмпирическому правилу, если комбинация дефектных генов не дает более выраженного мутантного фенотипа по сравнению с отдельными дефектными генами, то продукты генов действуют, вероятно, по одному и тому же биохимическому пути. Продукты иог-гена образуют пигАВС-эндонуклеазу, которая специфически отшепляет олигонуклеотид, состоящий из двенадцати нуклеотидов и содержащий пиримидиновый димср.
Белок гесА вовлекается в два пути, по которым происходит обработка УФ-повреждений; ВОЯ-ответ и рекомбинационную репарацию. Пути, по которым осуществляется участие иог- и гесА-генов, не полностью независимы друг от друга, так как экспрессия иог-генов существенно возрастает при ВОЯ-ответе. Б. В случае штамма иогАгесА летальный удар соответствует образо- ванию примерно одного пиримидинового димера. Число пиримидиновых димеров на один летальный удар можно рассчитать следующим образом: поскольку в геноме содержится до 50;4 ОС, то все четыре основания в геиоме представлены одинаково.
Если они распределены в цепи случайным образом (на самом деле это не так, но данное предположение можно считать допустимым приближением), то из 16 возможных динуклеотидных пар в ДНК четвертую часть составляют пиримидиновые пары; следовательно, в Е. сой содержится !Ое возможных мишеней для УФ-света. Если принять условие, что при дозе 400 ДжГм 1~/о пиримидиновых пар превращаются в пиримидиновые димеры, то число последних на один летальный удар у Е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
