Biokhimia_T3_Strayer_L_1984 (1123304), страница 50
Текст из файла (страница 50)
30.28.Рис. 30.29.Превращение линейной ДНКфага λ в кольцевую форму.Схема реципрокной рекомбинации ДНК фага λ и ДНК Е.coli.оснований. Сайт (участок) прикрепления фага λ в ДНК E.coli обозначается attλ и располагается между генами галактозного и биотинового оперонов galE и biоА. Последовательность оснований attλ можно символическиобозначатьВ-В'(отангл.bacterial - бактериальный). Специфическийсайт прикрепления в фаге λ называется attи локализован рядом с генами int (от англ.integrate - интегрировать) и xis (от англ.excise - вырезать).
Последовательность оснований att обозначается Р-Р' (от англ.phage - фаг). Белок int узнает последовательность Р-Р' в фаговой ДНК и последовательность В-В' в ДНК E.coli. Затем происходитвзаимный перенос: Р соединяется с В', а В - сP'. Эта схема (рис. 30.29 и 30.30) была первоначально предложена Алланом Кэмпбеллом (Allan Campbell) на основании генетических данных.Теперь ДНК фага λ составляет часть молекулы ДНК E.coli. Эта форма называетсяпрофагом, а клетка E.coli, содержащая профаг,- лизогенной бактерией.
Профаг стабилен в отсутствие белка xis. Транскрипция гена xis блокируется репрессором фагаλ (разд. 28.11). Когда репрессия снимается.белки xis и int совместно катализируют разрыв последовательностей В—Р' и Р—В',и снова происходит взаимный перенос(рис. 30.30): Р соединяется с Р', а В с В'; приэтом снова получаются кольцевая молекулаДНК фага λ и нелизогенная хромосомаE.coli. Главная особенность этой системырекомбинации заключается в том. что белокint сам по себе не может узнавать две новыепоследовательности на концах профага(В-Р' и Р-В'), поэтому они устойчивы.
Таким образом, внедрение фага происходитв присутствии одного белка int, тогда каквырезание профага - только в присутствииобоих белков - int и xis.Рис. 30.30.Интеграция и исключениеДНК фага λ. Это неполная схема, так как некоторые факторы,участвующие в этих процессах,пока не идентифицированы.30. Вирусы18530.17. Ретровирусы и некоторые ДНКсодержащие вирусы могут вызывать раку чувствительных клеток-хозяевВ 1911 г. Пейтон Раус (Peyton Rous) приготовил бесклеточный фильтрат из опухолисоединительной ткани, которая спонтанновозникла у курицы и ввел его нормальнымцыплятам.
Как ни странно, у реципиентовразвились высокозлокачественные опухолитакого же типа, которые называются саркомами. Кроме того, Раус обнаружил, что опухолеродный фактор фильтрата, известныйв настоящее время под названием вирусасаркомы Рауса (RSV) или вируса саркомыптиц (ASV) (рис. 30.31), можно размножитьпутем последовательного пассированияв курах. Вирус саркомы птиц относитсяк группе РНК-содержащих опухолеродныхвирусов (онкогенных РНК-содержащих вирусов). Эти вирусы содержат в составе виринов (+)РНК и размножаются с использованием двухспиральной ДНК-посредника. Поэтому их называют ретровирусы.
Ретрови-Рис. 30.31.186Электронная микрофотография вируса саркомы птиц (вируса саркомы Рауса), относящегося к ретровирусам. Сильноокрашивающиеся вирионырасположены вблизи поверхности зараженной клетки цыпленка. (Печатается с любезного разрешения д-ра SamuelDales.)Часть IV.ИнформацияРис. 30.32.Электронная микрофотография ДНК-содержащего опухолеродного вируса SV-40. (Печатается с любезного разрешенияд-ра Jack Griffith.)русы - единственные РНК-содержащие вирусы, способные вызывать рак. Кроме того,злокачественные опухоли может вызыватьряд ДНК-содержащих вирусов.
Обезьянийвирус 40 (SV-40) и вирус полиомы принадлежат к группе паповавирусов (рис. 30.32); извсех онкогенных ДНК-содержащих вирусовони изучаются наиболее интенсивно.Особый интерес к этим РНК- и ДНК-содержащим вирусам привлекает то, что они содержат всего четыре-пять генов. В индукциирака участвует всего один или два вирусныхгена, и потому исследователи питают надежду выяснить механизм их действия.Для изучения рака на молекулярномуровне были разработаны системы тканевых культур. При проникновении онкогенного вируса в подходящие животныеклетки они становятся постоянно трансформированными, т.е.
похожими на раковые.Трансформированные клетки отличаютсяот нормальных особенностями своего ростаи характером клеточных поверхностей(табл. 30.3). Самое разительное изменениесостоит в том, что трансформированныеклетки растут непрерывно и хаотически независимо от соседних клеток. Кроме того,трансформированные клетки содержат вирусоспецифическую ДНК, интегрированнуюс геномом клетки-хозяина. Этим объясняет-Таблица 30.3. Изменения свойств клеток при трансформации ДНК- или РНК-содержащими опухолероднымн вирусами (Tooze J., ed..
The molecular biology of tumourviruses. Cold Spring Harbor Laboratory, 1973, p. 351)Характер ростаПри введении чувствительным животным образуютопухолиРастут до гораздо более высокой плотностиРост становится не ориентированным в пространствеи клетки отделяются от поверхности, на которойрастутВ среду выделяются активаторы протеаз, что повышает инвазивность клетокСнижается потребность в факторах роста сывороткиСвойства поверхностиПоявляются новые вирусоспецифические антигеныОдин из белков наружной поверхности клеток - фибронектин - исчезаетПадает содержание ганглиозидовНа поверхности клетки появляются антигены плодаСкорость транспорта питательных веществ увеличиваетсяСпособность к агглютинации под действием растительных лектинов увеличиваетсяПризнаки присутствия опухолеродного вирусаИмеются последовательности вирусной ДНКИмеются вирусоспецифические мРНКВыявляются вирусоспецифические антигеныся тот факт, что трансформация являетсянаследуемым изменением фенотипа.
Культуры, полученные из трансформированныхколоний, навсегда сохраняют аномальныесвойства трансформированных клеток. Кроме того, некоторые трансформированныеклетки, полученные из культуры ткани, привведении в достаточном количестве в подходящего хозяина образуют раковую опухоль.30.18. Вирусы SV-40 и полиомы могутвызывать продуктивную инфекциюили трансформацию клеток-хозяевВирусы SV-40 и полиомы содержат внутриикосаэдрической оболочки маленькую коль-цевую двухспиральную ДНК. В некоторыхклетках (они называются пермиссивнымиклетками-хозяевами) развитие этих вирусовидет по пути литического цикла, что приводит к образованию множества новых вирионов (рис.
30.33).При продуктивной инфекции эти вирусыубивают клетки. В клетках других типов (непермиссивных клеток-хозяев) некоторыестадии экспрессии вирусного генома по непонятным причинам блокируются. Никакого вирусного потомства в них не образуется.но небольшая часть клеток - порядка одной на 105 - трансформируется в результате интеграции вирусной ДНК с геномомклетки-хозяина.К настоящему времени расшифрованаполная последовательность 5243 пар оснований ДНК вируса SV-40, а многие аспектыего репликации и транскрипции интенсивноисследуются. Половина ДНК транскрибируется на ранней стадии инфекции, другаяполовина ДНК - на поздней стадии, одновременно с синтезом вирусной ДНК(рис.
30.34).Точка начала репликации находится в тойже области, что и начало транскрипции ранней и поздней областей. Ранняя областьтранскрибируется в направлении против часовой стрелки и кодирует Т-антиген (белокА), необходимый для инициирования репликации ДНК. Другой, иммунологически отличный белок - малый t-антиген - также кодируется ранней областью.
При синтеземРНК для Т-антигена происходит вырезание вставочной последовательности изпервичного транскрипта.Таким образом, вирус SV-40 используетаппарат сплайсинга клеточного ядра. Заслуживает внимания также последовательностьоснований в точке начала репликации. Здесьимеются две последовательности длиной по13 пар оснований, симметричных относительно оси второго порядка, а рядом находится АТ-богатая область:30.
Вирусы187Паповавирусы группа ДНК-содержащих вирусов. Название составлено по названиям трехпредставителей группы: вирусов папилломы, полиомы и вакуолизирующего вируса (SV-40).Рис. 30.33.Электронная микрофотография фрагмента ядерной мембраны клетки, зараженной вирусом SV-40. Видны ядерныепоры и множество вирионов.(Печатается с любезного разрешения д-ра Jack Griffith.)С этим участком связывается Т-антиген.Транскрипция поздней области происходит по направлению часовой стрелки от начала репликации (рис. 30.34) и приводитк синтезу трех белков капсида: VP1, VP2и VP3. И в этом случае происходит удалениевставочных последовательностей из первичного транскрипта.
Три мРНК, по-видимому, образуются в результате различных реакций сплайсинга. N-концевая последовательность аминокислот VP3 перекрывает70% С-концевой последовательности VP2.Кроме того, перекрывающийся участок из22 нуклеотидов читается в одной рамкесчитывания при синтезе VP2 и VP3 и в другой рамке при синтезе VP1. Так, ограниченное количество генетической информацииу вируса SV-40 используется с максимальной188Часть IV.Информацияэффективностью.
Еще один пример генетической экономии - то, что SV-40 не синтезирует собственных белков для упаковкиДНК. Новосинтезированная ДНК связывается с гистонами клетки-хозяина(рис. 30.35). Затем этот сверхспирализованный комплекс упаковывается в капсид с помощью белков VP1, VP2 и VP3.
В конце концов вирионы потомства высвобождаютсяТаблица 30.4. Белки, кодируемые вирусом SV-40БелокМасса,кДаТ-антиген(белок А)94мРНКРольРанняяНеобходимдляинициации, репликации ДНК и длятрансформацииt-АнтигенVP12140РанняяПоздняяНеизвестнаОсновной белоккапсидаVP239ПоздняяМинорный белоккапсидаVP327ПоздняяМинорный белоккапсидапри лизисе клетки-хозяина, которая в результате гибнет.В непермиссивных клетках происходитэкспрессия ранней области генома SV-40,поздняя же область не реплицируется и нетранскрибируется. Небольшая часть этихклеток трансформируется в результате интеграции генома SV-40 с клеточной ДНК.В отличие от интеграции ДНК фага λ в механизме интеграции ДНК SV-40, по-видимому, не участвуют специфические участкини вирусной, ни клеточной ДНК.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
