Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_3 (1123315), страница 6
Текст из файла (страница 6)
и, в условиях кд гл?го инициируется в точке начала репликации без участия топоизомераз. До начала репликации о = — 0,06. Сколько пар оснований раскрутит и реплицирует каждая репликативная вилка до остановки? Считайте, что все вилки движутся с одинаковой скоростью и имеют все необходимое для элонгации, кроме топоизомеразы. 11. Тест Эймса. На тонки!1 слой агаризованной питательной среды, в которой отсутствовал гистидин, высеяли примерно 1О" бактерий уа?топейа гурЫтиНит, ауксотрофных по гистидину (мутантные клетки, которые нуждаются в гистидине для выживания), и через двое суток инкубации при 37 'С получили примерно 13 колоний (рис.
25-21). Как могли появиться колонии на среде без гистидина? Эксперимент повторили в присутствии 0,4 мкг 2-аминоантрацена. Через двое суток образовалось более 10 000 колоний. Какой вывод можно сделать о свойствах 2-аминоантрацена? Что можно сказать о канцероген- ности этого вещества? 12. Механизмы репарации ДНК. Клетки позвоночных и растений часто метилируют цитозин в ДНК с образованием 5-метилцитозина (см. Рис. 8-5, а). В тех же клетках специализированная система репарации распознает ошибочные пары Π— Т и заменяет их парой О=С, Какую пользу клетке приносит такая система репарации? (Объясните, учитывая роль 5-метилцитозина в ДНК).
И 13. Репарация ДНК у людей с пигментной ксеродермой. Пигментная ксеродерма(ХР) возникает в результате мутаций по меньшей мере в семи разных генах человека. Нарушения обычно затрагивают гены, копирующие ферменты эксцизионной репарации нуклеотидов. Существует несколько типов заболевания, которые обозначают буквами от А до С (Х РА, Х РВ и т. д.), и отдельный тип ХРЧ. Литература ) 101! Часть 111. 25. Метаболизм ДНК Количество клеток 1лс' (срсднес Е стандартное отклонение) СС101 СС102 СС103 СС104 СС105 СС100 (А=Т (С С (С С (С С (А Т (А Т К7000, на на на на на на мкг««мл С С) А=Т) С «С) Т=А) Т=А) С С) 0 2Е2 10А9 ЗЕЗ 4+2 бв1 0 5в1 1 7а6 21Е9 8АЗ 23Я15 13.ь1 1ь! 5 4+3 15+7 22+2 68я25 67+14 1«-1 з) Указывают ли данные результаты на то, что все типы мутаций исправляются с одинаковой точностью? Объясните свой ответ.
фн11агс(еС, Р, Топаи, Е., с« Нобтппб, М. (1996) 1пЛпепсе о( с)«е птг-с(ерепс(епс ппс1еосЫе схс)в!оп гера(г оп РХА аддпсы 6«ппа(ьпп апс( спп(ааеп)с хресггшп о( а росспс 8епосохк акспс: 7-псес)«оху-2-п(сгопарс)«о(2,1-Ь) (агап (87000). А(игаг. Кек 358, 113 — 122. клетке РНК содержится и в ядре, и в частицах цнтоппазмы, и в качест астворимой» РНК в клеточном соке; многими специалистами было и вано, что все зти три фракции РНК возобновляются по-разному. Пр юбом обсуждении роли РНК в клетке важно представлять, что РНК кра е неоднородна с точки зрения ее метаболизма н, возможно, в связи им принадлежит более чем к одному типу. — Фрэнсис Крик, статья в материалах Симпозиум Общества экспериментальной биологии, 195 Метаболизм РНК 26.1.
ДНК-зависимый синтез РНК 106 26.2. Процессинг РНК 122 26.3. РНК-зависимый синтез РНК и ДНК 144 кспрессия заложенной в гене информации обычно происходит через образование молекулы РНК, транскрибнруемой с матрицы ДНК. Последовательности РНК и ДНК могут показаться, на первый взгляд, очень похожими, по химическому строению они различаются только тем, что в РНК урацил заменен на тимин, а у альдопентозы в положении 2' находится гидроксильная группа. Однако в отличие от ДНК большинство молекул РНК выполняет свои функции в виде одноцепочечных молекул, которые складывак>тся различными способами и по сравнению с ДНК гораздо более разнообразны (см. гл. 8 в т.
1). Таким образом, РНК приспособлена к выполнению различных клеточных функций. РНК единственная известная макромолекула, которая участвует как в хранении, так и в передаче информации, а кроме того, и в катализе; это позволило выдвинуть гипотезу о ее участии в развитии жизни на нашей планете в качестве самого важного молекулярного предшественника. Открытие каталнтических РНК, илн рибозимов, изменило само представление о ферментах, функцию которых, как считалось ранее, могут выполнять только белки. Тем не менее белки необходимы для функционирования РНК. В современной клетке все нуклеиновые кислоты, включая молекулы РНК, связаны с белками.
Некото- рые из этих комплексов очень сложно устроены, и входящая в них РНК может совмещать структурную и каталитическую функции. Все молекулы РНК, исключая геномные РНК некоторых вирусов, переносят информацию, которая постоянно хранится в форме ДНК. В ходе транскрипции фермснтная система преобразует генетическую информацию на участке двухцепочечной ДНК в цепь РНК с последовательностью оснований, комплементарной одной из цепей ДНК. Образуется трн основных типа РНК.
Матричная РНК (мРНК) кодирует аминокислотную последовательность одного или нескольких полнпептидов, определяемую геном или набором генов. Транспортная РНК (тРНК) считывает информацию, закоднр<>ванную в мРНК, и переносит соответствующую аминокислоту на растущую полипептидную цепь в ходе синтеза белка. Рибосомная РНК (рРНК) входит в состав рибосом — сложных клеточных структур, осуществляющих синтез белков. Многие дополнительные специализированные молекулы РНК осуществляют регуляторные илн каталитические функции или являются предшественниками РНК трех выделенных выше типов. Эти РНК болыпе не рассматриваются в качестве минорных разновидностей в списке клеточных РНК.
У позвоночных гораздо больше типов РНК, чем просто <класснческнеь мРНК, тРНК или рРНК. При репликацни обычно копируется целая хромосома, транскрипция же более избирательна. Одномоментно транскрибируются только отдельные гены или группы генов, а некоторые части генома ДНК не транскрибируются никогда. ! 1ОХ) Часть Ш. 26. Метаболизи РНК вило, в ней участвуют только отдельные участки молекулы ДНК.
Кроме того, матрицей для каж- дой конкретной молекулы РНК при транскрип- ции служит только одна цепь ДНК. РНК синтезирует РНК-полимераза Открытие ДНК-полимеразы,зависящей от матрицы ДНК, подстегнуло поиск фермента, синтезирующего молекулу РНК, ком плементарную цепи ДНК. К 1960 г, четыре группы исследователей независимо лруг от друга обнаружили в клеточных экстрактах фермент, который может формировать полимер РНК из рибонуклеозид-5'-трифосфатов.
Послелующее изучение очищенной РНК-полимеразы Езсйепс)иа соб помогло установить основные принципы транскрипции (рис. 26-1). Для ДНК- зависимой РНК-полимеразы необходимы, помимо матрицы ДНК, все четыре рибонуклеозид-5'- трифосфата (АТР ОТР ЦТР и СТР) в качестве нуклеотидных прелшественников РНК, а также ионы МКи . Фермент, кроме того, связывает один катион Кпи'. По химической сути и механизму синтез РН К очень напоминают синтез ДНК ДНК-полимеразой (см. Рис. 25-5).
РНК-полимераза удлиняет цепь РНК, добавляя рибонуклеотидные звенья к 3'-гидроксильному концу и надстраивая РНК в направлении 5'. 3', Гидроксильная группа на 3'-конце действует как нуклеофил, атакуя а-фосфат поступающего рибонуклеозидтрифосфата (рис. 26-1, б) и высвобождая пирофосфат. В общем виде реакция выглядит следующим образом: (ХМР)„~- )ЧТР— ()ЧМР)„~-1 е РР1 РНК Уллииеииаи РНК РНК-полимераза нуждается в ДНК, и ее активность максимальна при связывании с двухцепочечной ДНК. Выше отмечалось, что матрицей служит только одна цепь ДНК.
Матричная цепь ДНК копируется в направлении 3' 5' (противоположном росту новой цепи РНК), как и при репликации ДНК. Каждый нуклеотид в новой РНК присоединяется по правилу Уотсона — Крика; остаток () в РНК встраивается в пару к остатку А в матрице ДНК, а остаток Π— в пару к остатку С. При выборе пары может иметь значение геометрия пар оснований (см. рис. 25-6). В отличие от ДНК-полимеразы РНК-полимераза не нуждается в праймере для инициации синтеза.
Инициация происхолит при связывании РНК-полимеразы со специфическими последовательностями ДНК вЂ” промоторами (описаны ниже). 5'-Трифосфатная группа первого остатка в синтезируемой молекуле РНК не расщепляется с высвобождением РР» а сохраняется на протяжении всего процесса транскрипции. На стадии элонгации основания на растущем конце новой цепи РНК временно образуют пары с основаниями в матрице ДНК, что приводит к формированию короткого участка гибридной двойной спирали РНК вЂ” ДНК длиной около 8 и.
н. (рис. 26-1, а). Вскоре после образования этой структуры РНК покидает дуплекс, и заново формируется дуплекс ДНК. Чтобы РНК-полимераза могла синтезировать цепь РНК, комплементарную одной из лвух цепей ДНК, ДНК-дуплекс на коротком участке расплетается, образуя транскрипционный «пузырек». В клетках Е. сой РНК-полимераза обычно оставляет раскрученными примерно 17 и.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
