Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_3 (1123315), страница 13
Текст из файла (страница 13)
К. оз МсМаЬоп, Н. Т (2002) бпар з Ьом о( с1айгсп-ше|$$асе|$ еп|)огузова Тгеий В|ос)зет. уа'. 27, 257-263. Ъ)п, С. зз'., ЕЬ Х. Н., ТЬопзраоп, $7., ззуооз))пя, К., СЬапя, Т., Тапд, 2., зи, Н., ТЬопзаа, Р 1., З СгеМагС)по, С. Х. (2006) АТР Ъ|пс)зпд ап|$ АТР Ьуз)го)уасз р1ау йанпсс го)еа |и йе Ьзпссзоп о! 265 ргосеаюше Мо!. Сей 24, 39-50. Ъиа)о, $. Р., Ргуог, Р. К., З ВпВЬс, Х. А. (2007) $ уаою|пеа: Ьззсоп апс)(и пссюп. Хас. Вез| Мо(. СеН В|о!. 8, 622-632. Мауог, Я. З Раяапо, К. Е. (2007) РасЬ|чауа о(с$айпп-|п|)ереп|$епс епдосусояя Хис. Лт| Мо!.
Сей В|о!. 8, 603-612. Хеирегг, Ъ'. (1997) Ргосе|п ипрогс |псо писосЬоп|$па. Алии. Веп В|огьет. 66, 86$ — 917. Р)с$сахс, С. М. Вз СоЬеп, К. Е. (2004) Ргосеаюшег апй сЬе|г 1|ш: ргосеачег ш сЬе зззасЬ|пе аде. №г. Вяз Мо1. Се)1Вю1. 5, 177 -187. Коу!е, Б $. (2006) ТЬесе1ййаг(ипсссопзоЫайпп. СеП Мод ссуе Угс. 63, 1823- 1832.
ВсЬагг, С. й $)оЪЬегагепшь В. (1996) Сошпия рппсц|)еа ос' ргосеш |гана)осапоп аггоаз п|епзЬгапея уаеисе 271, 1519-1525. ВсЬе$|шап, К. (2007) Ною зсего1а геди)асс ргосе|п хогс|пд ап|$ сга(!зс. Ргт| Хас!. Асазу. угг. РВА 104, 6496-6497. Кпама!1е, Я. |Ь Ъ'зегагга, К. О. (2004) ТЬе пЬ|яшйп 265 ргосеааоше ргосео)уцс расЬггау. Аппи. Ятз Р!аис В|о!. 55, 555-590. Ясезгагс, М.
(2007) Мо1еги$аг шесЬапкш ос'сЬе пиг)еаг ргосе|п ипрогс суг)г. №с. Веш Мо). СеПВю1. 8, 195 — 208. Вопросы и задачи 4. Трансляция матричной РНК. Определите аминокислотные последовательности пептидов, синтезируемых рибосомами на основе последовательностей мРНК, при условии, что рамка считывания начинается с первых трех оснований в каждой последовательности. а) Озб()САС()ССС()СС()САН() б) 0() ССАБОССССА()АА() () () ОС($ в) САНСА() ОСС() О() () ОС()АС г) А()СОАССАА 2. Скольким разным последовательностям мРНК может соответствовать одна аминокислотная последовательность? Напишите все возможные последовательности мРНК, копирующие трипептид 1.еп — Мес — Туг. На основании вашего ответа вы сможете оценить, сколько вариантов мРНК могут кодировать один полипептид. 3. Можно ли предсказать последовательность мРНК исходя из аминокислотной последовательности ее полипептидного продукта? Определенная последовательность оснований мРНК будет кодировать одну и только одну последовательность аминокислот в полипептиде, если определена рамка считывания.
Можно ли, исходя из определенной последовательности остатков аминокислот в белке, например цитохроме с, предсказать последовательность оснований в единственной мРНК, кодирующей этот белок? Ответ обоснуйте. 4. Кодирование полипептида ДНК-дуплексом. Матричная цепь участка ДНК-дуплекса содержит последовательность (5')СТТААСАССССТСАСТТСОССССОТСС(3') а) Какая последовательность оснований мРНК может транскрибироваться с этой цепи? б) Какаяамннокислотная последовательность может кодироваться молекулой мРНК, определенной вами в пункте (а)(начиная с 5'-конца)? в) Если комплементарная (нематричная) цепь этой ДНК транскрибируется н транслируется, будет лн образуемая амннокислотная последовательность такой же, как в (б)? Объясните биологическое значение своего ответа.
5. Метиоиину соответствует только один кодон. Метионин — одна из двух аминокислот, которым соответствует только по одному кодону. Как единственный кодон для метионина может кодировать н первый аминокислотный остаток, и внутренние остатки метионина в пептидах, синтезируемых клетками Е. сой? 6.
Синтетические молекулы мРНК. Генетический код был расшифрован благодаря иолирнбонуклеотидам, синтезированным в лаборатории ферментативным или химическим путем. Учитывая современные знания о генетическом коде, как бы вы синтезировали полирибонуклеотид, который мог бы служить в качестве мРН К, кодирующий большое количество остатков РЬе н немного остатков (.еи и Бег? Какие еще аминокислоты кодировал бы этот полирибонуклеотид, но в еще меньшем количестве? 7.
Энергетическая стоимость биосинтеза белка. Определите минимальную энергетическую стоимость (в эквивалентах АТР) биосинтеза $5-цепи !22б! ЧастьП1.2?.Метаболизмбелка гемоглобина (146 остатков) при наличии всех необходимых аминокислот, АТР и СТР Сравните результат с энергетическими затратами на биосинтез линейной цепи гликогена из 146 остатков глюкозы, связанных ст1- 4-связью, при наличии глюкозы, ПТР и АТР (см, гл, 15 в т. 2). Исходя из полученного результата оцените дополнительные энергетические затраты на образование пептида, в котором все остатки выстраиваются в определенной последовательности, по сравнению с затратой энергии на синтез полисахарида, солержагцего то же количество остатков, но не несущего информационного содержания? Помимо прямой затраты энергии на синтез белка, есть и косвенные затраты — на производство ферментов, необходимых для синтеза белка.
Сравните уровень косвенных затрат эукариотической клетки на биосинтез линейных (а1- 4) цепей гликогена и на биосинтез полипептидов с учетом количества участвующих ферментов. 8. Зная кодоны, определите антикодоны. Большинство аминокислот кодируется несколькими кодонами и связывается с несколькими тРНК— каждая со своим антикодоном.
Напишите все возможные антикодоны для четырех колонов глицина: (5')ССП, ССС, ССА и ССС. а) На основании своего о~вета определите, какие положения в антикодонах наиболее важны для определения соответствующих кодонов в случае глицина? б) Какие основания колона и антикодона образуют «качающиесяь пары? в) В каких парах кодов/антикодон все три позиции связаны уотсон-криковскими водородными связями? 9. Влияние однонуклеотидной замены на аминокислотную последовательность белка. Многие важные подтверждения генетического кода были получены путем анализа изменений аминокислотной последовательности мутантных белков после замены единственного основания в генах этих белков. Какие из следующих аминокислотных замен могут быть вызваны заменой одного основания? Какие изменения не могут быть вызваны заменой одного основания? Почему? а) РЬе- Ееп д)1!е- Ееп б) Ьуз- А!а е) НВ- С1п в) А!а- ТЬг ж) Рго- Бег г) РЬе- 1.ув 10.
Причина серповидноклеточной мутации. Гемоглобин серповидных эритроцитов содержит остаток Ъа! в положении 6 1)-цепи вместо остатка С1п, содержащегося в нормальном гемоглобине А. Какое изменение произошло в кодоне для глутамата, в результате которого остаток С1п был заменен на Уа!? 11. Корректирующая функция аминоацил- тРНК-синтетаз. Изолейцил-тРНК-синтетаза имеет корректирующую активность, которая обеспечивает точность аминоацилирования, а гистидил-тРНК-синтетаза такой активности не имеет. Объясните этот факт.
12. Значение «второго генетического кода». Некоторые аминоацил-тРНК-синтетазы не распознают и не связывают аптикодон соответствующих тРНК, и специфичность их связывания основана па распознавании других элементов молекул тРНК. По-видимому, к этой категории относятся тРНК для аланина. а) Какие элементы тРНКм' распознаются А!а-тРН К-си~ ~тетжзой? б) Опишите последствия замены С- С в третьей позиции антикодона | РНК"'. в) Какие другие типы мутаций могут оказывать аналогичное действие? г) Мутации такого типа не были обнаружены в естественных популяциях организмов. Почему? Подскизка. Подумайте, что может произойти с отдельными белками и с организмом в целом.
13. Точность синтеза белка. Химические механизмы, обеспечивающие точность синтеза белка, отличаются от механизмов, обеспечивающих точность репликации ДНК. ДНК-полимеразы имеют корректирующую 3'- 5'-экзонуклеазную активность, позволяющую удалить аномально встроенные основания из растугцей цепи ДНК. У рибосом нет аналогичной корректирующей функции, и присоединяющиеся с помощью тРНК аминокислоты никогда не идентифицируются.
Гидролиз пептидной связи уже после того, как неправильная аминокислота встроилась в растущий полипептид (по аналогии с этапом коррекции последовательности ДНК- полимеразами), оказался бы невыгодным. Почему? Подсказка. Вспомните, как в процессе элон- ~228) ЧастьН1.27.Метаболизмбелка а) Какие силы или взаимодействия удерживают вместе четыре а-спирали в данном пучке? На рис. 4-4, а (т. 1) представлен участок а-спирали, состоящий из 10 аминокислотных остатков. б) Пронумеруйте К-группы на рис. 4-4, и сверху (Ы-конец; 1) вниз (С-конец; 10).
К-группы с какими номерами выступают слева, а какие справа? в) Предположим, вам нужно сконструировать участок амфифильной спирали из 10 аминокислотных остатков, в котором слева были бы расположены гидрофильные остатки, а справа— гидрофобные. Предложите последовательность из 10 аминокислот, которые могли бы образовать такую спираль. Учтите, что правильных ответов на этот вопрос может быть несколько. г) Приведите пример последовательности двухцепочечной ДНК, которая могла бы кодировать аминокислотную последовательность, предложенную вами в ответе на вопрос (в).
(Это внутренняя последовательность, так что нет необходимости вводить в нее стартовый кодон и стоп-колон.) Камтекар с коллегами синтезировали белки не с определенной последовательностью, а с почти случайной последовательностью, в которой в определенных позициях находились гидрофобные и гидрофильные аминокислотные остатки. Для этой цели ученые воспользовались интересными особенностями генетического кода, что позволило им создать библиотеку искусственных молекул ДНК с почти случайными последовательностями, выстроенными определенным образом.
Для создания последовательности ДНК, которая кодировала бы случайную последовательность гидрофобных аминокислотных остатков, исследователи начали с вырожденного кодона ХТХ, в котором Х может означать А, 6, С или Т. Для синтеза молекул ДНК с различными нуклеотидами в позиции Х они использовали эквимолярную смесь оснований А, С, С и Т (см.
рис. 8-35 в т. 1). Аналогичным образом, для создания случайной последовательности полярных аминокис- лот они начали с вырожденного кодона ХАН и использовали для синтеза эквимолярную смесь А, 6 и С (в этом случае без Т). д) Какие аминокислоты может кодировать триплет ХТЫ? Все ли аминокислоты из этого набора гидрофобные? Входят ли в этот набор все гидрофобные аминокислоты? е) Какие аминокислоты может кодировать тригтлет ХАЫ? Всели они полярные? Входят ли в этот набор все полярные аминокислоты'? ж) Почему при синтезе кодонов ХАМ реакционная смесь не должна содержать основание Т? Камтекар с коллегами клонировали библиотеку случайных последовательностей ДНК на плазмидах, отобрали 48 вариантов с правильным расположением гидрофильных и гидрофобных аминокислотных остатков и экспрессировалн их в клетках Е. со?!.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
