Biokhimia_T3_Strayer_L_1984 (1123304), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Крометого, у них нет липополисахаридной оболочки, которая обычно окружает клеткиSalmonella. Отсутствие этого барьера облегчает проникновение в клетку потенциальных мутагенов. Еще одна важная особенность этой системы выявления мутаге-Рис. 26.15.Тест на мутагены с использованием сальмонеллы. А. На чаш9ку Петри посеяно примерно 10бактерий, неспособных синтезировать гистидин. Б.
На чашку помещен кружок фильтровальной бумаги, пропитанныймутагеном. В результате возникает множество ревертантов, способных синтезироватьгистидин.Этиревертантывидны в виде ореола колонийвокруг белого кружочка. Небольшое число колоний начашке А - спонтанные ревертанты. [Ames B.N., McCann J.,Yamasaki E., Mutation Res., 31,347 (1975).]26. Генетический код.Зависимость гены-белки83с реакционноспособной боковой цепью(дающее ему возможность образовать ковалентную связь с ДНК) и с ароматическойгруппой (которое позволяет ему интеркалировать) обладает значительно большей мутагенностью, чем такое же соединение, состоящее из одной ароматической группы.В настоящее время тест с использованиемSalmonella широко используется для оценкиопасности мутагенного и канцерогенногодействия множества разнообразных химических соединений.
Эта быстрая и недорогаябактериологическая проба на мутагенностьдополняет эпидемиологические обследования и пробы на животных, которые всегдаоказываются более трудоемкими, медленными и дорогими. Тест на мутагенностьс использованием Salmonella - ответвлениеисследований взаимосвязи гена и белкау бактерий. Это - удивительный пример того, как фундаментальные исследованияв области молекулярной биологии могут непосредственно внести важный вклад в здравоохранение.ЗаключениеПоследовательность оснований гена коллинеарна аминокислотной последовательности полипептидного продукта.
Генетический код - это взаимосвязь между последовательностью оснований в ДНК (или соответствующего РНК-транскрипта) и последовательностью аминокислот в белках.Аминокислоты кодируются группами потри основания (они называются кодонами),начиная с фиксированной точки. 61 кодон из64 кодирует определенную аминокислоту,а остальные три кодона (UAA, UAG и UGA)служат сигналами терминации. Таким образом, для большинства аминокислот имеетсяболее одного кодового слова. Другими словами, код вырожден.
Кодоны, определяющие одну и ту же аминокислоту, называются синонимами. В большинстве случаевсинонимы различаются только последнимоснованием триплета. Некоторые последовательности вирусных ДНК кодируют более одного белка, так как их транскриптытранслируются в различных рамках считывания.84Часть IV.ИнформацияГенетический код един у всех живых организмов. Он был расшифрован в результатеэкспериментов трех типов. Во-первых, синтетические полирибонуклеотиды (полученные с помощью полинуклеотид-фосфорилазы) были использованы в качествемРНК в бесклеточных системах синтезабелка, после того как было открыто, чтоpoly(U) кодирует фенилаланин.
Во-вторых,тринуклеотид (подобный кодону в мРНК)специфически связывается с определеннойтРНК, для которой он является кодовымсловом. Были синтезированы все 64 тринуклеотида и проверена их способность стимулироватьсвязываниеопределенныхтРНК с рибосомами.
В-третьих, в качествемРНК были использованы синтетическиеполирибонуклеотиды с известной последовательностью. Например, на матрицеpoly(UAUC)синтезировалсяpoly(TyrLeu-Ser-Ile).Многие гены высших эукариот имеют«разорванное» строение. Кодирующие последовательности (экзоны) в таких генахразделены вставочными последовательностями (интронами), которые удаляютсяв ходе превращения первичного транскрипта в мРНК. Например, ген β-глобина млекопитающих содержит два интрона.
Прерывистые гены, как и непрерывные гены,коллинеарны своим полипептидным продуктам.Мутации обусловлены изменениями в последовательности оснований ДНК. Основные типы мутаций - замены, делециии включения. Самый распространенный типмутаций - замена одной пары оснований надругую. Замена одного пурина другим илиодного пиримидина другим пиримидиномназывается транзицией. Трансверсия - замещение пурина пиримидином и наоборот.Мутации могут возникать вследствие спонтанной таутомеризации оснований или поддействием аналогов оснований (например,5-бромурацила) или других химических мутагенов (например, азотистой кислоты).
Потенциальную канцерогенную активностьмногих веществ можно выявить по их мутагенному действию на бактерии.РЕКОМЕНДУЕМАЯЛИТЕРАТУРАС чего начатьYanofsky С., 1967. Gene structure andprotein structure, Sci. Amer, 216(5),80-94. (Статья содержит данные, свидетельствующие о коллинеарностигена и пептида.)Nirenberg M.W., 1963. The geneticcode II. Sci. Amer., 208(3), 80-94. (Описано использование синтетическихполирибонуклеотидов для расшифровки кода.)Crick F.Н.С., 1966. The genetic codeIII, Sci. Amer., 215(4), 55-62.
(В статьерассматриваютсяпредставленияо генетическом коде в тот момент,когда он был почти полностью расшифрован.)Kourilsky P., Chambon Р., 1978. Theovalbumin gene: an amazing gene ineight pieces, Trends Biochem. Sci., 3,244-247.Гипотеза адаптера (роль тРНК)Crick F.H.C., 1958. On proteinsynthesis, Symp. Soc. Exp. Biol, 12,138-163. (Блистательное предвидениемеханизма белкового синтеза. Изложена гипотеза адаптера.)Генетический кодCrick F.Н.С., Barnett L., Brenner S.,Watts-Tobin R.J., 1961.
General natureof the genetic code for proteins, Nature,192, 1227-1232.Khorana H.G., 1968. Nucleic acidsynthesis in the study of the geneticcode. In: Nobel Lectures: Physiology orMedicine (1963-1970), pp. 341-369,American Elsevier (1973).Nirenberg M., 1968. The genetic code.In: Nobel Lectures: Physiology orMedicine (1963-1970), pp. 372-395,American Elsevier (1973).Garen A., 1968. Sense and nonsense inthe genetic code, Science, 160, 149-159.Woese C.K., 1967. The Genetic Code,Harper and Row.Cold Spring Harbor Laboratory, 1966.The Genetic Code (Cold Spring HarborSymposia on Quantitative Biology,vol.
31). (Сборник выдающихся статей, в которых установлены основные свойства кода.)Перекрывающиеся геныBarrell B.C.,Air G.M.,Hutchinson С.A., III, 1976. Overlapping genesin bacteriophage φX174, Nature, 264,34-40.Коллинеарность гена и белкаYanofsky С., Carlton В.С., Guest J . R . ,Helinski D.R., Henning U., 1964. On thecolinearity of gene structure and proteinstructure, Proc. Nat. Acad. Sci., 51,266-272.Sarabhai X.S., Stretton O.W., Brenner S., Bolle A., 1964.
Colinearity ofgene with polypeptide chain, Nature,201, 13-17.Разорванные гены н вставочные последовательностиCrick F., 1979. Split genes and RNAsplicing in evolution of eukaryotic cells,Science, 202, 1257-1260.Jeffreys A.J., Flavell R.A., 1977. TheВопросы и задачи1.Какуюпоследовательностьаминокислот кодирует следующая последовательность оснований молекулы мРНК? Считайте, что рамка считывания начинается с 5'-конца: 5'-UUGCCUAGUGAUUGGAUG-3'.2.Какова последовательность полипептида, который образуетсяпри добавлении poly(UUAC) в бесклеточную систему синтеза белка?3.Одноцепочечную РНК вирусатабачной мозаики обработалихимическим мутагеном.
Были получены мутанты, у которых в определенном положении вместо пролина располагается серинили лейцин. Повторная обработка мутант-rabbit β-globin gene contains a largeinsert in the coding sequence, Cell, 12,1097-1108.Breathnack R., Mandel J.L., Chambon P., 1977. Ovalbumin gene is split inchicken DNA, Nature, 270, 314-319.Cochet M.,Gannon F.,Hen R.,Maroteaux L., Perrin F., Chambon P.,1979.
Organisation and sequencestudies of the 17-piece chickenconalbumin gene, Nature, 282, 567-574.Tilghman S.M., Tiemeier D.C., Seidman J.G., Peterlin B.M., Sullivan M.,Maijel J.V., Leder P., 1978. Interveningsequence of DNA identified in the structural portion of a mouse β-globin gene,Proc. Nat. Acad. Sci., 75, 725-729.МутагенезHayes W., 1968. The Genetics ofBacteria and Their Viruses (2nd ed.),Wiley. (В гл. 13 четко и кратко описана природа мутаций.)Drake J.
W., Baltz R.H., 1976. Thebiochemistry of mutagenesis, Ann. Rev.Biochem., 45, 11-38.Drake J.W., 1970. The Molecular Basisof Mutation, Holden-Day.Выявление канцерогеновAmes B.N., 1979. Identifying environmental chemicals causing mutationsand cancer, Science, 204, 587-593.Devoret R., 1979. Bacterial tests forpotential carcinogens. Sci. Amer,241(2), 40-49.McCann J., Spingarn N.E., Kobori J.,Ames B.N.,1975.Detectionofcarcinogens as mutagens: bacterialtester strains with R factor plasmids,Proc. Nat.
Acad. Sci., 72, 979-983.ной РНК тем же мутагеном привела к появлению в том же положении фенилаланина:а) Каковы предполагаемые кодоны дляэтих четырех аминокислот?б) Что применялось в качестве мутагена:5-бромурацил, азотистая кислота или акридиновый краситель?4.Специалист по химии белка сказал молекулярному генетику,что он нашел новый мутантный гемоглобин, в котором аспартат замещает лизин.26. Генетический код.Зависимость гены-белки85Молекулярный генетик удивился и отправил своего приятеля еще повозитьсяв лаборатории.а) Почему молекулярный генетик выразилсомнения в возможности такой аминокислотной замены?б) Какая аминокислотная замена показалась бы молекулярному генетику болееприемлемой?5.Ниже приведены последовательности аминокислот в фрагменте лизоцима бактериофага Т4 дикого типа и мутанта:а) Могла ли эта мутация возникнуть путемзамены одной пары оснований в ДНК фагаТ4? Если нет, то как мог возникнуть такоймутант?б) Какова последовательность основаниймРНК, кодирующей пять аминокислотв белке дикого типа, отличающихся от тойже последовательности у мутанта?6.РНК-транскрипт одного участка ДНК фага G4 содержит последовательность 5'-AAAUGAGGA-3'.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
