Biokhimia_T3_Strayer_L_1984 (1123304), страница 17
Текст из файла (страница 17)
В другом случае комплементарную ДНК синтезируют ферментативно по РНК-матрице с помощью обратной транскриптазы из опухолеродных вирусов (разд. 30.19). Именно так была расшифрована полная последовательность 576нуклеотидов мРНК, колирующей β-цепьгемоглобина человека.ЗаключениеПоток генетической информации в нормальных клетках происходит в направлении: ДНК —> РНК —> белок. Синтез РНКпо ДНК-матрице называется транскрипцией, а синтез белка по РНК-матрице трансляцией. Существует три типа моле25. Информационная РНКи транскрипция63Таблица 25.4.
Ферменты, используемые при определении последовательности нуклеотндов в РНК 1)ФерментТип активностиРибонухлеаза T1Эндо- и экзонуклеазаПанкреатическая рибонуклеазаЭндо- и экзонуклеазаРибонуклеаза U2Эндо- и экзонуклеаэаРибонуклеаза I(из P. polycephalum)Эндо- и экзонуклеазаN = A, G, U, но не СЩелочная фосфатаза (из Е. соli)ФосфатазаФосфодиэстepaзa из селезенки крупного рогатого скотаЭкзонуклеазаФосфодиэстеразаядаЭкзонуклеазазмеиногоПолинуклеотидкиназаСубстратПродуктыКиназа1)В эту таблицу необходимо внести еще один фермент - РНК-лигазу.
С его помощью осуществляетсявключение метки в 3'-концы РНК: —XpY + pCp —> XpYpCp (pCp содержит 32Р-метку).- Прим. перев.Рис. 25.23.64Предполагаемаяструктуракомплекса актиномицина Dс ДНК. Феноксазоновое кольцо актиномицина (показанокрасным цветом) интеркалирует между двумя GС-парамиДНК (показаны синим цветом).Циклические пептиды актиномицина D (желтые) связываютЧасть IV.Информацияся с малой бороздкой спиралиДНК. Между актиномициномD и соседними гуанинами возникает несколько водородныхсвязей.
Ось симметрии субъединиц актиномицина D совпадает с осью симметрии сахарофосфатного остова и последовательности оснований ДНК.(По рисунку, любезно предоставленному д-ромHenrySobell.)Рис. 25.24.Радиоавтограффрагмента5S-PHK дрожжей. 3'-конец помечен радиоактивной меткой.Четыредорожкисоответствуют расщеплению по остаткам G, А, С и U.
На геле можнопрочитать последовательность5'-CGAAACUCAGGUGCUGCAAUC-3'. [Peattie D. А., Ргос.Nat. Acad. Sci., 76, 1762 (1979).]кул РНК: информационная РНК (мРНК),транспортная РНК (тРНК) и рибосомнаяРНК (рРНК). Все эти РНК одноцепочечные. Транспортная РНК и рибосомнаяРНК содержат протяженные двухспиральные участки, которые образуются прискладывании цепи в шпильки. Самыми маленькими молекулами РНК являютсятРНК; они содержат около 75 нуклеотидов. Самые длинные молекулы РНК встре-чаются среди мРНК; они могут содержатьболее 5000 нуклеотидов. Последовательность нуклеотидов в длинных цепях РНКможно определить, расщепляя их и разделяя фрагменты гель-электрофорезом.Все клеточные РНК синтезирует РНКполимераза в соответствии с последовательностьюДНК-матрицы.Активированными промежуточными продуктамислужат рибонуклеозидтрифосфаты.
СинтезРНК, как и синтез ДНК, происходит в направлении 5'—>3'. РНК-полимераза отличается от ДНК-полимеразы тем, что ненуждается в затравке и не обладает нуклеазными активностями. Еще одно отличие состоит в том, что ДНК-матрица присинтезе РНК полностью сохраняется, тогда как при синтезе ДНК она сохраняетсянаполовину. РНК-полимераза Е. coli имеетсубъединичную структуру α2ββ'σ и массу,достигающую 500 кДа. Кор-фермент имеетсостав α2ββ'. Сигма-субъединица увеличивает скорость и специфичность транскрипции, так как она обеспечивает узнаваниеРНК-полимеразой сигналов начала транскрипции в матричной ДНК. СвязываниеРНК-полимеразы с такими промоторнымиучастками вызывает локальное расплетание матрицы, что создает условия дляобразования первой фосфодиэфирной связи.
Цепи РНК начинаются с pppG илирррА. После инициации синтеза новой цепи сигма-субъединица отделяется от голофермента. Терминация транскрипции также тонко регулируется, как и инициация.Матричная ДНК содержит стоп-сигналытранскрипции. Некоторые из этих сигналовузнает белок ρ. Некоторые специфическиеингибиторы могут блокировать транскрипцию. Например, антибиотик рифампицинингибирует инициацию синтеза РНК, а актиномицин D блокирует элонгацию РНК.Многие молекулы РНК подвергаются после транскрипции расщеплению и химической модификации (например, метилируются).
У прокариот молекулы тРНКи рРНК подвергаются интенсивному процессингу, а молекулы мРНК почти не претерпевают модификаций. У эукариот всетранскрипты сильно модифицируются.25. Информационная РНКи транскрипция65РЕКОМЕНДУЕМАЯЛИТЕРАТУРАС чего начатьMiller О. 1973. The visualization ofgenes in action, Sci. Amer, 228(3),34-42.Spiegelman S., 1964. Hydrid nucleicacids, Sci.
Amer., 210(5), 48-56.Chamberlin M.J.,1976.RNApolymerase: an overview. In: Losick R.and Chamberlin M. (eds.), RNAPolymerase, pp. 17-67, Cold SpringHarbor Laboratory.Открытие информационной РНКJacob F., Monod J., 1961. Geneticregulatory mechanisms in the synthesisof proteins, J.Mol.Biol., 3, 318-356.Brenner S.,Jacob F.,Meselson M.,1961. An unstable intermediatecarrying information from genes toribosomes forproteinsynthesis,Nature, 190, 576-581.Hall B.D.,Spiegelman S.,1961.Sequence complementarity of T2-DNAand T2-specific RNA, Proc. Nat.
Acad.Sci., 47, 137-146.РНК-полимеразаLosick R., Chamberlin M. (eds.), 1976.RNA Polymerase, Cold Spring HarborLaboratory. (Книга содержит рядпревосходных статей.)Chamberlin M.J., 1974. The selectivityof transcription, Ann. Rev. Biochem.,43, 721-776.Travers A., 1976. RNA polymerasespecificity and the control of growth,Nature, 263, 641-646.Инициирование транскрипцииHayashi M.,Hayashi M.N.,Spiegelman S., 1963. Restriction of invivo genetic transcription to one of thecomplementary strands of DNA, Proc.Nat. Acad Sci., 50, 664-672.Taylor K., Hradecna Z., Szybalski W.,1967. Asymmetric distribution of thetranscribing regions on the complementarystrandsofcoliphageλ DNA, Proc.
Nat. Acad. Sci.,57, 1618-1625.Burgess R.R., Travers A.A., Dunn J.J.,Bautz E.K.F., 1969. Factor stimulatingtranscription by RNA polymerase,Nature, 221, 43-46. (Открытие сигмафактора.)Gilbert W., 1976. Starting and stoppingsequences for the RNA polymerase. In:Losick R. and Chamberlin M. (eds.),RNA Polymerase, pp.
193-205, ColdSpring Harbor Laboratory.Reznikoff W.S., Abelson J . N . , 1978.The lac promoter. In: Miller J. H. andReznikoff W. S. (eds.), The Operon,pp. 221-243, Cold Spring HarborLaboratory. (Сопоставляются 29 промоторных последовательностей.)Терминирование транскрипцииAdhya S., Gottesman M., 1978. Controlof transcription termination, Ann.
Rev.Biochem., 47, 967-996.Das A., Merril C., Adhya S., 1978.Interaction of RNA polymerase andrho in transcription termination:coupled ATPase, Proc. Nat. Acad. Sci.,75, 4828-4832.Вопросы и задачи1.Сравните ДНК-полимеразу Iи РНК-полимеразу Е. coli покаждому из следующих свойств.а) Субъединичная структура.б) Активированные предшественники.в) Направление элонгации цепи.г) Нуклеазные активности.д) Сохранение матрицы.е) Потребность в затравке.ж) Энергетика реакции элонгации.2.Напишите последовательностьмолекулы мРНК, синтезированной на матричной цепи ДНК со следующей последовательностью:5'-ATCGTACCGTTA-3'.3.РНК легко гидролизируетсящелочью, а ДНК нет. Почему?4.Wu A.M., Platt T., 1978.
Transcriptiontermination: nucleotide sequence at 3'endoftryptophanoperoninEscherichia coli, Proc. Nat. Acad. Sci.,75, 5442-5446.Антибиотики - ингибиторысинтезаРНКGoldberg J.H., Friedman P.A., 1971.Antibiotics and nucleic acids, Ann.Rev. Biochem., 40, 775-810.Sobell H.M., 1974. How actinomycinbinds to DNA. Sci. Amer., 231(2),82-91.Процессинг РНКPerry R.P., 1976. Processing of RNA,Ann. Rev.
Biochem., 45, 605-630.Steitz J.A.,Young R.A.,1978.Complementarysequences1700nucleotides apart from a ribonucleaseIII cleavage site in Escherichia coliribosomal precursor RNA, Proc. Nat.Acad. Sci., 75, 3593-3597.Altman S., 1978. Biosynthesis of tRNA.In: Atlman S. (ed.), Transfer RNA,pp. 48-77, MIT Press.Определение последовательности оснований в РНКPeattie D.A., 1979. Direct chemicalmethod for sequencing RNA, Proc.Nat. Acad. Sci., 76, 1760-1764.Simoncsits A.,Brownlee G.G.,Brown R.S., Rubin J.R., Guilley H.,1977. New rapid gel sequencing method for RNA, Nature, 269, 833-836.Каким образом кордицепин(3'-дезоксиаденозин) блокируетсинтез РНК?5.Какие продукты должны получиться при частичном гидролизе олигорибонуклеотида5'-pGCAGUACUGUC-3'следующими ферментами:а) панкреатической рибонуклеазой,б) рибонуклеазой Т1,в) рибонуклеазой U2,г) рибонуклеазой I из Physarum!6.Исчерпывающий гидролиз олигорибонуклеотида панкреатической рибонуклеазой дает следующие продукты: Ср 2Up, AGCp и GAAUp.
Гидролизтого же олигонуклеотида рибонуклеазойT1 дает AAUp, UAGp и CCUGp. Каковаего последовательность?Дополнительные вопросы см.: Wood W. В.,Wilson J.H., Benbow R.M.,Hood L.E.Biochemistry: A Problem Approach, ens. 16,17 Benjamin, 1974, chs. 16,17.ГЛАВА 26Генетический код изависимость междугенами и белкамиВ главе 25 была описана роль информационной РНК в качестве посредника между геном и его полипептидным продуктом. В настоящей главе мы рассмотримдальнейший поток информации от генак белку. В центре внимания находится генетический код, связывающий последовательность оснований ДНК (или соответствующего транскрипта) с последовательностью аминокислот в белке.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
