Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_3 (1123315), страница 10
Текст из файла (страница 10)
(2007) СопзсгисбпК йс 1апс$зсарс о( сЬе ва>ива!шп бспошс. (. Ехр. Вю!. 210, 1497- 1506. Хороший обзор работ, показывающий, что транскриитомы илекопитающих гораздо более обширны, чем считалось раньше. Т)еКозе, Ъ'. $. (2002) Т>чо с1ссас!сз о( КХА сага!уяз. СЬет. Вю(. 9, 961-969. Г)оис$па, $. А.
А Согзсй,,). К. (2005) КГЬогу>пе саса1уяя пос сИГегепс, )изс когзс. Хиг. 5(шгт. Мо!. В(о!. 12, 395 402. Сгееп, К. А Ооп>$па, $. А. (2006) КХАз гебийшс Ь>о1обу АС5 СЬет. Вго(. 1, 335 — 338. НийепЬо(ег, А. Пг Ъгобе1, $. (2006) Ехрспп>епса| арргоасЬсз со Ес)спс1(у поп-сойпй КХАз. Хис(ек Аси(з Вез.
34,635-646. ,)оусе, С. Е (2002) ТЬе апНг1шсу о( КХА-Ьазп) ечо)и!!оп. Ха(иге 418, 214-221. Кагапсзеч, А. К Пг Расе, Х. К. (2006) Вассепа1 КХазс Р: а псш ч>ечг оГ ап апс>спс спгупк. Хаг. Веи. М>сгоЬ>о!. 4, 729-740. М01!ег, ((. Е (2006) Кс сгсабпб ап КХЛ иогЫ. СеП Мо( С(уе ЯсЕ 63, 1278-1293. Хаг!>1саг, С. Я. А НегзсЫаб, Г). (!997) МссЬашзск азресв оЕ епгувабс саса!узЬ: 1сшопз Ггов соврагьоп оЕ КХЛ апс$ ргоссш спгувсз.
Алли. Веи Вюсйегл. 66, 19 — 59. ЪЪ>!!!шийав, А. Т. Пг С1пбегаз, Т. К. (2006) Т((Р 1очс Еог ")ип1с" ОХЛ. СеП 125, 1215 — 1220. Ъ>агиз, М. (2002) Рпвогйа! бспескя РЬспосурс о( сЬе пЬосусе. Алли. Веи Селе!. 36, 125 — 151. $)одробнос обсужлсиие того, какой могла бы быть жизнь иа основе РНК, и хороший обзор экспериментальных результатов, лежащих а основе атой гипотезы. Вопросы и задачи Вопросы и задачи 1.
РНК-полимераза. (а) Сколько времени потребуется РНК-полимеразе Е, сой для синтеза первичного транскрипта генов Е. сой, коднрующнх ферменты метаболизма лактозы (!ас-оперон размером 5300 п. н., рассмотрен в гл. 28)? (6) На какое расстояние вдоль цепи ДНК может продвинуться транскрипционный «пузырек», образованный РНК-полимеразой, за 1О секунд? 2. Коррекция ошибок РНК-полимеразой. ДНК- полимеразы могут корректировать ошибки, а корректирующая способность РНК-полимеразы весьма ограниченна.
Учитывая, что замена единственного основания при репликации или транскрипции может привести к ошибке в синтезе белка, приведите возможное биологическое объяснение такого поразительного различия. 3. Постгранскрипционный процессинг РНК. Предскажите вероятные последствия мутации в последовательности (5')-ААПААА в транскрипте эукариотической мРНК. 4. Кодирующая и матричная последовательности. РНК-геном фага Я представляет собой нематрнчную, или кодирующую, цепь, и при попадании в клетку он функционирует в качестве мРНК.
Предположим, что РНК-репликаза фага Яр синтезирует главным образом матричную цепь РНК и включает именно ее, а не кодирующую цепь, в состав вирусных частиц. Что будет с матричными цепями, когда они попадуг в новую клетку? Какой фермент нужно включить в состав вирусных частиц для успешного инфицирования клетки-хозяина? 5. Химия биосинтеза нуклеиновых кислот.
Опишите трн общих свойства реакций, катализируемых ДНК-полимеразой, РНК-полимеразой, обратной транскриптазой и РНК-репликазой. Чем фермент полинуклеотидфосфорилаза похож на эти трн фермента н чем отличается от них? 6. Сплайсинг РНК. Каково минимальное число реакций трансэтерификацин, необходимое для сплайсинга интрона из транскрипта мРНК? По- ясните ответ.
7. Процессинг РНК. Если в клетках позвоноч- ных блокируется сплайсинг мРНК, блокируются и реакции модификации рРНК. Объясните это наблюдение. 8. РНК-геномы. У РНК-содержащих вирусов относительно маленькие геномы. Например, одноцепочечные молекулы РНК ретровирусов состоят примерно из 10 000 нуклеотидов, а РНК фага Ор содержит лишь 4220 нуклеотндов. Зная свойства обратной транскриптазы и РНК-репликазы, описанные в этой главе, объясните, почему у этого вируса такой маленький геном. 9. Скрининг молекул РНК методом 8ЕЕЕХ. Максимальное число разных последовательностей РНК, которые можно подвергнуть скринингу методом 5ЕЕЕХ, составляет 10'з.
(а) Предположим, вы работаете с олигонуклеотидами длиной 32 нуклеотида. Сколько вариантов этих молекул может быть в нх случайном наборе, содержащем все возможные последовательности? (б) Какую часть из них (в Ж) можно проанализировать методом 8Е1ЕХ? (в) Предположим, вы хотите выбрать молекулу РНК, которая катализирует гидролиз определенного эфира. На основании того, что вам известно о катализе (гл. 6 в т. 1), предложите стратегию, которая позволит вам выбрать подходящий катализатор.
10. Отравление бледной поганкой. Бледная поганка (Атап'~а рйайоЫез) содержит несколько опасных соединений, включая смертельный яд а-амапнтин. Этот токсин блокирует элонгацию РНК путем связывания с эукариотической РНК- полимеразой П с очень высоким сродством; он смертельно опасен уже в такой низкой концентрации, как 1О-" М. Сначала у человека, съевшего этот гриб, проявляется желудочно-кишечное расстройство (вызываемое некоторыми другими токсинами). Потом эти симптомы исчезают, но через 48 ч человек умирает, обычно от поражения печени.
Объясните, почему а-аманитину нужно столько времени, чтобы погубить человека? И И. Выявление штаммов возбудителя туберкулеза, устойчивых к рифамцицину. Рифампицин — важный антибиотик, применяемый для борьбы с туберкулезом и другими заболева- ! ! Кг ! Часть 1!1. 26. Метаболизм РНК пнями, вызываемыми микобактериями. Некоторые штаммы МусоЬассепит сиЬегси!ояз (возбудитель туберкулеза) устойчивы к рифампицину.
Эти штаммы приобрели устойчивость в результате мутации гена троВ, копирующего р-субъединицу РНК-полимсразы. Рифампицин не может связаться с мутантной РНК-полимеразой и поэтому не блокирует инициацию транскрипции. Ьыло обнаружено, что последовательности ДНК из большого числа рифампицин-устойчивых штаммов М. сиЬегси1аяз несут мутации в специфической области нз 69 пар оснований гена троВ. В одном хорошо изученном штамме с устойчивостью к рифампицину заменена одна пара оснований в гене троВ, и это привело к единичной аминокислотной замене в кодирующий р-субъединице: вместо остатка Н!з появился остаток Азр. а) Основываясь на знаниях химии белков (гл.
3 и 4 в т, 1), предложите способ, который позволяет выявить рифампицин-устойчивый штамм, содержащий этот конкретный мутантный белок. б) Основываясь на знаниях химии нуклеиновых кислот (гл. 8 в т. 1), предложите способ идентификации мутантного гена троВ. Биохимия в Интернете 12. Геи рибонуклеазы. Рибонуклеаза поджелудочной железы человека состоит из 128 аминокислотных остатков. а) Какое минимальное число пар нуклеотидов требуется для кодирования данного бе.лка? б) мРНК из клеток поджелудочной железы копировали обратной транскриптазой для создания библиотеки ДНК человека. Последовательность мРНК, кодирующую панкреатическую рибонуклеазу человека, определяли путем секвенирования комплементарной ДНК (кДНК) из этой библиотеки, которая включает открытую рамку считывания для этого белка.
Используйте базу данных Епсгег с(асаЬазе зузсеш (тгзои.псЬ!.и!ш.п!Ь.коч!Епсгег), чтобы найти опубликованную последовательность этой мРНК (изучите базу данных Соге!Чцс!сос!с(с для учетного номера 1)26129). Какова длина этой мРНК? в) Как объяснить несоответствие между размером, который определили вы (пункт а), и реальным размером мРНК? Анализ экспериментальных данных 13. Пример редактирования РНК. Рецептор АМРА (а-амино-3-гидрокси-5-метил-4-изоксазолпропионовой кислоты) — важный компонент нервной системы человека.
Он присутствует в нескольких формах в разных нейронах, причем о~части это разнообразие объясняется посттранскрипционными модификациями. Данная задача посвящена изучению механизмов такого редактирования РНК. В 1991 г. Соммер с соавторами анализировали последовательность, кодирующую важный остаток Агк в молекуле рецептора АМРА. В последовательности кДНК (см. Рис. 9-14 в т. 1) рецептора АМРА остатку аргинина соответствовал кодон ССО (см. Рис. 27-7). Однако в геномной ДНК в этой позиции стоял кодон САС (С!и). а) Объясните, как такой результат согласуется с наличием посттранскрипционной модификации мРНК рецептора АМРА. Рютер с коллегами (1995) подробно исследовали данный вопрос. Сначала они разработали метод, позволяк>щий различать модифицированные и пемодифицированные транскрипты с помощью секвенирования ДНК по Сенгеру (см.
рис. 8-33 в т. 1). Они модифицировали метод, чтобы определить, было ли это основание А (как в САС) или нет. Они синтезировали два ДНК-праймера на основе последовательности геномной ДНК в этом участке гена рецептора АМРА. Ниже представлены праймеры, а также последовательность геномной ДНК нематричной цепи для соответствующего участка гена рецептора АМРА; модифицированное основание А выделено красным цветом. Чтобы определить, сохранилось ли основание А или было заменено на какое-то другое, Рютер с соавторами использовали описанную ниже процедуру. 1. Готовили кДНК, комплементарную мРНК, используя праймер 1, обратную транскриптазу, йАТР с!СТР, т(СТР и с(ТТР. 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
