Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 113

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 113)

Такая замена приводит к изменениям С-концевой аминокислотной последовательности белка; в результате область, ответственная за связывание белка с мембраной, заменяется на облазь, ответственную за секрецию. Это обсуждается в гл. 39. При экспрессии поздних генов аденовируса одна и та же лидерная последовательность в результате сплайсинга может быть соединена с одной из нескольких различных кодирующих последовательностей.

Происходящие при этом события схематично представлены на рис. 20.20. Здесь имеется одна единица транскрипции, экспрессия которой инициируется в одной-единственной точке. В начальной части транскрипционной единицы присутствуют три последовательности, которые при сплайсинге соединяются вместе, образуя нетранслируемую лидерную последовательность.

(Такая ситуация показана на рис. 20.6 и 20.7.) Компоненты лидерной последовательности имеют небольшую длину и обозначены как лидерные экзоны (, 2 и 3. Правее этих последовательностей находится несколько кодируюших участков, каждый из которых соответствует позднему белку вируса. Эти участки обозначены как кодирующие экзоны А, В, С и т.д. Для каждого первичного продукта транскрипции лидерная последовательность, состоящая из трех частей и образовавшаяся в результате первых двух этапов сцлайсинга, затем может быть присоединена к одному из трех кодирующих участков. 3'-конец каждого кодирующего экзона образуется путем расщепления первичного транскрипта и полиаденилирования концевого участка.

Последовательности, расположенные правее, затем удаляются. Далее 5цконец кодирующего экзона присоединяется к состоящей из трех сти имеется пять групп кодвруюших последовательностей, опре- деляемых наличием общих зцконцов. Эти группы включают по меньшей мере левязь различных индивидуальных колируюшвх участков. компонентов лидерной последовательности. В случае первого интрона это не связано с особыми трудностями, поскольку интрон удаляется обычным способом. Однако для кодирующего экзона В «интрон» захватывает всю область между его 5цконцом и лидерным экзоном 3. Эта область включает и кодирующий экзон А.

Аналогичным образом, когда к лидеру присоединяется кодирующий экзон С, в состав удаляемого «иитрона» входят и экзон А, и экзон В. Таким образом, ни один из экзонов не является абсолютно необходимым для синтеза белка в молекуле специфического транскрипта. В действительности в каждой молекуле РНК может использоваться только один из кодирующих экзонов, другие же отбрасываются, если они находятся правее этого экзона, или удаляются при сплайсинге, если находятся левее его. По-видимому, то, какие экзоны будут при сплайсинге присоединены к трех- компонентной лидерной последовательности, определяется местоположением 3'-конца РНК.

Другая ситуация наблюдается в случае неболыпих молекул вирусов БЧ-40 и полиомы, ко~да в результате различного протекания сплайсинга одновременно продуцируются белки с перекрывающимися аминокислотными последовательностями. Это происходит при транскрипции и ранних, и поздних генов. При транскрипции ранних генов ВЧ-40 синтезируются два белка: Т (называемый кбольшим Т-антигеном») и г (называемый кмалым ыантигеном»). Эти белки имеют идентичные Х-концевые последовательности, но различающиеся С-концевые последовательности. Кодируются белки одним и тем же участком ДНК, как это показано на рис. 20.21.

Участок ДНК, кодирующий Т-аитиген, включает два экзона. Первый экзон кодирует 5'-нетранслируемую область мРНК и 1»-концевой участок белка; второй экзон кодирует оставшуюся часть белка и 3'-нетранслируемую область мРНК. Длина интрона, находящегося между ними, составляет 347 п.нн и на границах экзов-интрон он имеет обычные универсальные последовательности. мРНК бантигена также содержит один интрон. Он представляет собой часть интрона, удаляемого при образовании Т-антигена, но содержит только его последние 67 оснований.

Поэтому расположение правых границ сплай- 258 Часть Ч. Строение генома эукариот И Лон э еон тд И ело т! зон ! тл энзон тд 34тоеновенне — м~ Авв 4ВВВ леве т мвнк Белан 67 ооновеннй ЩМВВ.всво вве мвнк Бело Рис. 20.21. При различных вариантах сплайсингв из одной и той же последовательности ДНК образуются т- и 1-антигены вируса Я'е'-40. синга идентично в двух случаях, а разница заключается в выборе левой границы. Местоположение левой границы сплайсинга при образовании 1-мРНК также подчиняется универсальному правилу сплайсннга.

Трансляция при синтезе Т- и 1-антигенов начинается с кодона А()О в общей для двух антигенов инициаторной последовательности. Аминокислотные последовательности антигенов различаются начиная с места присоединения первого экзона Т-последовательности ко второму при сплайсинге. В результате образуются два белка, имеющие одинаковые )ч-концевые, но разные С-концевые части молекулы. 1-Антиген полностью кодируется первым экзоном 1-мРНК. Терминирующий кодон находится непосредственно перед концом экзона. (Хотя второй зкзон Т и присутствует в т-мРНК, он не транслируется, поскольку синтез белка заканчивается на т-т)АА-кодо.

,не; этот кодон не терминирует синтеза Т-антигона, поскольку он удаляется как часть Т-интрона.) С учетом сказанного для этих генов не имеет большого смысла обозначать определенные участки ДНК как интроны и экзоны. Интрон, который может кодировать регуляторный белок Два прерывистых гена в митохондриях дрожжей обладают исключительными генетическими свойствами, которые находятся в таком противоречии с традиционным представлением о гене, что могут получить объяснение только при исследовании ДНК на молекулярном уровне. Строение этих ~снов приведено на рис. 20.22.

Локус охи кодирует субъединицу ! цитохромоксидазы. Кодирующая область гена имеет размер 1530 п, нн располагаясь на участке ДНК длиной 10000 п, и. В состав покуса входит восемь экзонов, два из которых имеют очень небольшую длину. Ген, кодирующий цитохром Ь, известен под названием Ьох или соЬ. Он существует в двух формах. Некоторые штаммы дрожжей имеют «длинный» ген, кодирующая область которого размером 1155 п.н.

располагается на участке ДНК длиной около 6400 п. н. и имеет в своем составе шесть экзонов (обозначаемых как В! — Вб), в том числе несколько очень коротких. Другие штаммы имеют ккороткий» ген, по длине равный примерно половине «длинного», у которого первые четыре экзона «длинного» гена объединены в один непрерывный экзон. Иными словами, три первых интрона гена либо все вместе присутствуют, либо все вместе отсутствуют. Обе формы гена одинаково хорошо экспрессируются.

Для длинного гена был проведен генетический анализ, который мы обсудим. Интроны обозначают в соответс~вии с порядком их расположения в длинном гене как 11 — 15. Если выделить молекулы РНК, соответствующие гену Ьох, то они по размеру распадаются на ряд дискретных классов. Наиболее короткие молекулы составляют в длину около 3000 оснований и соответствуют мРНК.

Они длиннее кодирующей области и включают 5ь и 3'-нетранслируемые области, не показанные на карте, приведенной на рис. 20.22. Молекулы больших размеров содержат один или более интронов. Самые большие молекулы размером 8500 оснований, по-видимому, представляют собой ннтактный первичный продукт транскрипции.

Другие молекулы — это промежуточные продукты сплайсинга, в которых одни интроны уже удалены, а другие — еще нет. Мутации, приводящие к нарушениям синтеза цитохрома Ь, при картнровании могут быть объединены в ряд кластеров. Каждый кластер занимает небольшой по длине участок, порядка 1; рекомбинационной карты. Расстояния между кластерами довольно велики и составляют 2 — 9;,',' рекомбинационной карты. Каждый кластер обозначается как Ьох с соответствующим номером. Кластеры распадаются на три класса. Мутации в четырех кластерах непосредственно влияют на активность белка — цитохрома Ь. Все мутанты тако~о рода синтезируют нормальную мРНК.

Мутации проявляются на уровне трансляции и выражаются в считывании матрицы с ошибками типа «миссенс» или «нонсенс». Нн одна из таких мутаций не комплементирует какую-либо другую в том же или другом кластере. По этому критерию все они находятся в одном и том же гене. Кластеры соответствуют некоторым экзонам, а именно: Ьох4= В1, Ьох8= В3, Ьох1 = В4, Ьохб= Вб (рис. 20.22). В двух других экзонах мутации не обнаружены, возможно вследствие их малых размеров (В2= =14 п.нн В5= 5! п,н.).

Характеристики

Список файлов книги