Айала, Кайгер - Современная генетика - т.2 (947305), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Определенная неоднозначность, допустимая при антикодон-кодоновом взаимодействии, позволяет клетке несколько сэкономить на числе видов тРНК, необходимых для узнавания вырожденных кодонов. " ! — инозин, производное аденозина, образующееся при посттрвнсариппионном дезаминироваиии. Экспрессия генетического материала 82 Терминаторные кодоны Тгр зег ССС, !ЭСС, !3СА, !ЭС!Э, АСэЭ, АСС Ли!ге.
кееек — — — + Туг ПА!Э, !!АС !.ек О!ЭС, !Э!/А, С!ЛЭ, С!!С, С!ЭА, Сг/С *** ""' САА,САСС!и + — —— САА. САС С!и Рис. 12.5. Амияокяслотяые замены, обнаруженные в последовательности щелочной фосфатазы у ревертаятов, полученных иэ штаммов Е. со(1, не- сущих ашЬег-мутацию в гене этого фермента. Исходная амЬег.мутация произошла в кодоне, соответствую- щем остатку триптофана в ферменте дикого типа (пунктирная стрелка). Покаэаяы все колоны, которые мог- лв бы соответствовать наблюдаемым аминокислотным заменам (сплошные стрелки).
АгнЬег-колон !)АО является единственным структурным вариан- том, в рамках которого все яаблю- даемые амивокислотвые замены можно интерпретировать как обусло- вленные замещением единичного ву- клеотяда в кодоне. (По Сигея А. !968. Яс1епсе, 160, !49.) АгпЬег-мутации вызывают преждевременную терминацию белкового синтеза (рис. 12.3). Природа терминируюшего сигнала, возникающего при атЬег-мутации, была установлена с помощью анализа аминокислотных последовательностей щелочной фосфатаэы Е. сой и белка головки фага Т4. Проводили мутагенез штамма Е. со)1, несущего атЬег-мутацию, инактивируюшую щелочную фосфатазу, и отбирали ревертвнты с полностью или частично восстановленной активностью фермента.
Сравнивали аминокислотные последовательности ферментов, выделенных из штаммов с восстановленной активностью фосфатазы и из штамма дикого типа. Аминокислотные замены, наблюдаемые в одном из положений последовательности фермента, показаны на рис. !2.5. Исходная атЬег-ьэутация произошла в триптофановом кодоне.
Оказалось, что ферменты, выделенные из ревертантных штаммов, в том же положении содержат как триптофан (истинные ревертанты), так и другие аминокислоты-лизин, глутамин, глутаминовую кислоту, серии, тирозин и лейцин (псевдоревертанты). Исходя из предположения о том, что мутация, вызывающая реверсию, в каждом случае сводится к замене одной нуклеотидной пары, и из сравнительного анализа структуры всевозможных кодонов, соответствующих вышеназванным аминокислотам, можно заключить, что существует только один триплет 1)АО, который может быть получен из всех кодонов с помощью замены одного нуклеотида (рис.
12.5). УАО является одним из трех кодонов, не соотнесенных с той или иной аминокислотой. Схемы взаимодействия кодонов, аналогичные той, которая приведена на рис. 12.5, были получены для пяти различных аминокислотных позиций в белке головки фага Т4. Таким образом, единственный терминаторный кодон, возникающий при атЬег-мутации, имеет структуру 1)АО. АтЬег-мутации представляют собой класс условно-летальных мутаций, впервые обнаруженных и охарактеризованных на примере бактериофагов. Такие мутации оказываются летальными для фага лишь при 12, Генетический код инфицировании определенных клеток.
Однако в некоторых штаммах, несущих супрессорный ген (8и+), развитие подобных мутантных фагов происходит (гл. 7, табл. 7.1). Два других типа супрессируемых условно- летальных мутаций получили название «осЬге» и «ораЬь Эксперименты, аналогичные тем, которые были проведены для установления природы атЬег-мутации, показали, что осЬге-мутации приводят к возникновению терминаторного триплета УАА, а ора1-мутации -к возникновению еще одного терминаторного сигнала (ЗОА.
Таким образом, благодаря этим исследованиям удалось окончательно установить смысловое значение всех 64 возможных колонов; с помощью 61 триплета кодируются аминокислоты и еще 3 триплета выполняют роль терминаторных кодаков. Поскольку терминаторные кодоны, в том числе возникающие и при некоторых видах мутаций, например при атЬег-мутациях, сами по себе не кодируют какую-либо аминокислоту, их часто называют лонеенее-кодо- нами (т. е.
бессмысленными кодаками), а соответствующие мутации — полеенее-мутациями. Однако ввиду того, что эти кодоны на самом деле не бессмысленны, а имеют вполне определенное смысловое значение, мы до сих пор избегали употреблять зти достаточно распространенные словосочетания. Организация нуклеотидной последовательности фага ф Х74 После того как генетический код был полностью расшифрован, были разработаны методы определения нуклеотидных последовательностей ДНК и РНК, которые позволили окончательно убедиться в правильности расшифровки и универсальности кода. Определение первичной структуры природных мРНК, например мРНК куриного овальбумина (рис. 1!.!8), показало, что аминокислотную последовательность белка можно прочитать непосредственно по соответствующей нуклеотидной последовательности с помощью таблицы генетического кода. При этом было установлено, что терминаторные кодоны, об определении структуры которых рассказывалось в предыдущем разделе, действительно выступают в роли сигналов терминации трансляции.
Более того, удалось получить представление о некоторых достаточно неожиданных способах, с помощью которых может осуществляться зашифровка генетической информации, а также ее выражение в ходе транскрипции и трансляции. Первые неожиданности такого рода были выявлены после определения нуклеотидной последовательности генома фага фХ174, генетическая структура которого была рассмотрена в гл. 7. Полная иуклеотидная последовательность одноцепочечной ДНК фХ174, а также соответствующие аминокислотные последовательности коднруемых белков приведены на рис.
12.6. Показаны также сайты узнавания для ряда рестриктаз, использованных при определении последовательности ДНК. В целом наблюдается хорошая корреляция между нуклеотидной последовательностью (рис. 12.6) и генетической картой (рис. 7.5) фага. Однако можно отметить н три случая отклонения от такой корреляции. Вопервых, имеет место расхождение между рекомбинационными частотамн и физическими расстояниями, особенно в области гена А. Во-вторых, Экспрессия генетического материала ссатсяоа*ттоясяссстсссяяттат тоттттсятасстссяяятсттааяаасттт вм юз» змт Зто» 1 007» нет нн. юо юя ття тт* юа зм а О стз юз тттятааттсаттсттяттясссттств ятотсяс ЗБВЗ 3707 ОО» в тти Рне *БР Р е 010 ям тяттттоястттаяасат 010 ЮР встаят 0017 яогт ° 037 ве 010 Н.я Ееа Отса аосте ° ою ЕТВ РИО ЯСЯ стаст О.С В.О *1.0 ств ам тм ми тня ма вм 010 Бм о.
таасятттстястстттстс* тес м» ° ою яовт РЯО соя т та а Юг» ЮР» * РЕ т т Р Е Я5Р нет 000 а в.т ют. Ош сатт о нет ття в а11 юн ° ТВ7 ня1 ЯВР Ост н!з 110 аттоясооссятяяо 010 а с 1 ттса*т тят! ятатят 0107 ва в»0 м*7 ° 1»» 17 ЯБР нв. Яяя ЯЗР в.н Рне яя Ееа иет я5 010 1еО я тт я аа оя с в» и тня а с т Н.я ми *с т т с т аю мз а аясаттсат \227 атттат ягз» ягм 0237 яг»» В.и ств тти яю с я я т о с т я с я т ° ЭВЗ нв. Бен тяа 010 Сеа *'в 11е 50 атастсссссяястта„ тяттяят ЮТ» о» тиР Рне сен 01н я»н тня яю гни тм яю нм юа Рло вм яясястят*в*ссяссосссса ЯЗЫ 0327 ° зз» 01.6 РИЕ С З Яяо 1 5 1ЕО сяаттттассас* ос в ЯЗВ7 »»1 * В.т аав ня тня т т т т т я в * а я я с а я 0„6 Л а а с а а т т я с а 357 ЯЭЯ» 377 аясаяяяя*гав тти мо Ев сто 1 3 ом тяссссяяяяяа*яяво.
° *О» БЕО СТВ ЯЗР 11Е *10 ЯБР ОСН с т т я я а а я т я т т с*о с а я т а а о М2» т и я»н в.я а а т Я 0 Н ВВ Ио тятя*т мв встаяясвссст мо» В.Е ЕП ятт*яв ста еея юв Сеа ЕеО таттсяявяттаств 610 010 ВЕИ Ояаясстсс МВ7вия, тня иет ят» Вея яяа я с т я т а я я я т с а с а т юо в» ие яо Вост»* 0517 ЯЮ ВО 0*тояа мю »7 МР» ° ВО7 в тм оси яяа ма нет явн 010 нет яю 010 11* «1» 010 ЯЗР ам ти» ие 110 астяттсяасаттта*таяятасяятасвясяоос*тсятастаятаат огт тятса « ° в 537 М7 007 ° вю Рис.
12.б. Нуклеотидная последовательность ДНК генома фага фХ174 сл70. Над нуклеотндной последовательностью приведены аминокислотные последо- вательности кодируемых белков. Последовательность кольцевой фаговой ДНК начинается после терминаторного кодона Н-белка. Нумерадия на- чинается от уникального сайта расщепления рестриктазой Рм 1. Слева оз по- следовательности поставлены буквы, отражающие название белка, коднруемо- го данным участком генома.
Санты узнавания лля ряда рсстриктаз помечены под соответствующими учасптами последовательности, при этом использо- ваны следующие обозначения: А А!и1 Н НЬа1 Р Рж1 й Н!Ид 11 т' Нар11 Г НтН М МЬоП тг НРЬ1 Т Та41 К НаеП1 Точковая мутация с370 обусловливает чувствительность к пониженной темпе- ратуре и, вероятно, изменяет структуру белка Р. Нуклеотидная последова- тельностзн соответствующая белку К, перекрывается с последовательностями белков А и С. Эта последовательность идентифицирована на основе гомоло- гии с близкородственным фагом С4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
