Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 153
Текст из файла (страница 153)
Несколько вирусных белков синтезируются в виде общего предшественника, расщепляемого в определенных участках с образованием индивидуальных функционально активных белков. Эта ситуация формально соответствует общему правилу, согласно которому эукариотнческие системы трансляции включают только моноцистронные мРНК,но при этом в результате одного акта трансляции может синтезироваться несколько белков. К насхояшему времени обнаружено несколько видов клеточных полипротеинов.
В некоторых случаях в состав полипротеина входит ряд идентичных или сходных поли- пептидов. Так, в состав предшественника энкефалина входят шесть копий Мет-энкефалина (пептида Туг-О1у-О)у- Р)ге-Мег) и одна копия Лей-энкефалнна (Туг-О)у-О!у-РЬе- а Ъ тбббчзбтччбЮчтбтзбЧжчтбгтеМЪ чбчтбтХ трмгокрипции Сплаиоинг транеляция у. мог )). мсг 666Я ЪЯЪ ЪЯЪ66ЯЪЯ ЪЪЯЪЯЪЪЪЯЪ ЯЯ ! ! ! ! Мконцавой учаегок ч 6-пипотропин Яяядъя ЪЯЯЯЪЪЯ 6 ЪЯ уЯЯ6ЯЪ 6ЯЯ ! ! б 0 с ! ! ! ф Актг ЪЯЪЯЯЪЪ ЪЪЪЯЯ! ЯЪЪЪЯ\ б в «о л Гббя !!.Энлорфин СЪЫ 66666 а-мог Ъ обозначает вазмочгнме оайтм раоцгаплании Ьуз-туз или Еуз Аге рцс 27 !ц Ген ПОМК зкспрессируется с образованием полипротеаиа, продукты которого определяются тканеспецнфячаостью дроцессянга.
1.еп). Полнпротеин в этом случае образуется как бы в результате"амплификации, поскольку при каждом цикле транскрипции и трансляции образуется несколько копий полипептидного продукта. Более сложная ситуация, имеющая место в случае гена, кодирующего синтез проопиомеланокортина (ПОМК), изображена на рис. 27.10. Соответствуюгцие гены ряда млекопитающих имеют сходное строение,и содержат один интрон, находяшийся в сигнальном..участке кодируюшей последовательности, и один экзон, кодирующий несколько белков. Для каждого вида выявлен только один такой ген, хотя в геноме могут присутствовать и другие (не обязательно идентичные) его копии.
В состав единственного полипептидного продукта с мол. массой 32000 дальтон входит несколько полипептидных гормонов, а также другие участки, амннокислотные последовательности которых говорят о том, что они, возможно, тоже имеют биологическое значение. Все реально или потенциально существующие индивидуальные продукты имеют сходные границы, которые представлены парами основных аминокислот, образующих участки, расшепляемые трипсиноподобными ферментами. В двух тканях, в которых экспрессируется ген ПОМК, расщепление продукта происходит по разным сайтам. 342 Часть ЧП. Созревание РНК: процессинг пс ° г Аг вг о Абббцабррбпбпцжобббсцааачрабббк бббЯСбббаббгб пб с АС вб с Ген» транекрипцип Транепиции бтяябяяяя б"бб'ббяябя» А о Бенки В передней доле гипофиза в белок ПОМК сначала вносится один разрыв, в результате которого образуется Н-концевой фрагмент и ()-лбсссотропин (С-концевой участок, состоящий из 70 — 90 аминокислот).
Затем )ц)-концевой фрагмент расщепляется с образованием гормона АКТГ (длиной 39 аминокислот). В этой ткани реакция дальше не происходит. В промежуточной доле гипофиза АКТГ расщепляется, образуя и-меланотрописс (о-МСГ), состоящий из ! 3 )ц)-концевьсх аминокислот. б-Липотроссин также расщепляется еще в одном сайте, что приводит к образованию анальгетика ()-эндорфина, включающего 31 С-концевую аминокислоту. Кроме этих хорошо известных с.арманов имеются еще две другие последовательности, которые потенциально могут обладать меланоцитстимулируюшей активностью— их обозначаю~ В-МСГ и у-МСГ. Однако до сих пор не известно, когда они генерируются и генерируются ли вообще.
Для чего нужна такая форма организапии? Нам до сих пор не ясны все функции, выполняемые этими„гормонами, хотя известно, что они синтезируются 'в ответ на болевой стресс. Функциональное значение "перекрывания поедедоиательностей различных гормонов будет выяснено лишь тогда, когда мы лучше изучим их биологическую активность. Приведенные данные указывают на то, что один с.ен способен кодировать различающиеся (хотя: перекрывающиеся) аминокислотные последовательное ги путем изменений в ходе процессйнга белка (регуляс(ия'которого, по-видимому, осуществляется с помощью ферментов процессинга соответствующих тканей).
Другая возможность заключается в том, что наличие повторяющихся копий генов, кодируюших полипротеины, може~ приводить к тому, что один и пйогп эссе белок Может синтезироваться в сочетанииис различными другими белками. Такой процесс в общих чертах изооражен на рис. 27.11. Два гена для полипротеинов содержат последовательности, соответственно кодирующие индивидуальные белки А, В, С и А, В, Р.
Активация каждого гена приводит к синтезу белков А и В, но в одном случае она сопровождается синтезом белка С, а в другом случае-синтезом белка Р. Эта ситуация формально эквивалентна наличию повторяемости структурных генов в полицистрониых транскрипционных единицах, несмотря на то что в данном случае белковые продукты разделяются на стадии процессинга белка, а не на стадии трансляции. К этой категории, возможно, относится семейство генов, кодируюпшх ЭЛГ, иейропептид морского моллюска АР1уяа.
ДНК .АР1убиа содержит примерно 5 генов, кодируюших гормон ЭЛГ (полипептид, состоящий из 36 ами- нокислот). Хотя полный набор генов еще не охарактеризован, было обнаружено несколько видов мРНК, кодируюших ЭЛГ. Эти мРНК транслируются с образованием разных полипротеинов.
В состав всех полипротеинов входит последовательность ЭЛГ, цо остальные последовательности соответствуют другим белковым продуктам, которые могут представлять собой иные полипептидные гормоны. В разных тканях возможен синтез разных мРНК, что позволяет в каждом случае синтезировать специфическую комбинацию гормонов. Таким образом, с помощью этого механизма путем активации определенных членов семейства повторяющихся генов могут синтезироваться перекрывающиеся наборы гормонов. Видно, что в случае рассмотренных нами кдеточных полипротеинов образуются продукты небольшого размера (состоящие менее чем из 40 аминокислот). Отражает ли это тот факт, что сложности, возникающие при синтезе небольших белков с)е посо, приводя~ к необходимости их образования путем расщепления более длинных предшественников (и, таким образом, открывают путь для эволюции различающихся белковых продуктов)? Было бы интересно охарактеризовать гены, кодирующие множество сходных полипротеинов.
Действительно ли, что их сборка осуществляется ну~ем «перетасовки» экзонов, аналогичной рассмотренной в гл. 20, или весь процесс в целом возник в результате эволюции одной из следующих стадий экспрессии повторяющихся генов, гены-предки которых не кодировали такие множественные функции? Рекомендуемая литература Свойства ядерной РНК детально рассматриваются в книге Льюина (1иссрсп, Оепе Ехргезз(оп, 2, Епсагуобс Оепоспез, 5У()еу, )ц)есс 'с'ог)с, 728 — 760, 1980). Обзор, посвященный взаимосвязи гяРНК и мРНК, был опубликован ранее (Се11, 4, 11 — 20 и 77-94, 1975).
Более современные данные, касающиеся сигналов для полиаденилирования и его взаимосвязи со сплайсингом, можно найти в оригинальных статьях Фитпджеральда и Шенка (Р!!грега)б(, Яеп)б, Се!1, 24, 251-260, !98!) и Зиви, Невинса и Дарнелла (Хеесб Жесспб, )запасе)1, Се11, 26, 39-46, 1981). Модель регуляции активности генов была опубликована Бриттеном и Дэвидсоном (Внибп, !уаск(боп, Бс(епсе, 165, 349 — 357, !969). Полипротеины млекопитающих рассмотрены в обзоре Герберта и Ухлера (Нег(гесс, 1!Ыег, Се11, 30, ! — 2, 1982).
Полипротеинам млекопитающих посвящен также обзор Дугласа, Чивелли и Херберта ()9оиО1аб, Сссге111 НегЬегс, Апп. Реч. Вюс)сещи 53, 665 — 715, 1984). Семейство генов, кодирующее нейропептид моллюска Ар1убиь обнаружили Шеллер и др. (5с)се!)ег ес а!и Се11. 28, 707- 719, !982). яяябяяяя ябятятяпи пптябкпибя А в С Рпс 27.11. Кодируют пи эти севы по- лппротеппы. состоящие пз перекрыва- ющихся продуктов? Часть ЧШ УПАКОВКАДНК Есть ли ядро у бактерий1 Этот вопрос долгое время привлекал внимание многих исследователей. Однако теперь в нем, кажется, не больше смысла, чем в вечном споре об авторстве пьес Шекспира — споре, разрешившемся тем, что автором был, вероятно, не Уильям Шекспир, о котором шла речь, а другой человек с тем же именем.
В самом деле, главное свойство ядра растительной или животной клетки — не внешний вид или форма, а те упорядоченные изменения, которые соответствуют строго определенным биологическим функциям и которые можно непосредственно наблюдать. Эрвин Чаргафф, 1947 Глава 28 О ГЕНОМАХ И ХРОМОСОМАХ Упаковка вирусных теномов в оболочку Тлбляпл 28.1 Дланя нуклеиновых кислот намного больше, чем размеры вкружаюшего комплртмевта Нуялсилсвяя кислота Длина 1 Форма Размер, мяч Пример Вирус табачной мозан- Нитевидная 0,008 х 0,3 1 одиоцепочечная РНК 2 мкм (6,4 т.п.н.) ! Фаг Гд 0,006 х 0,85 1 одноцепочсчная ДНК 2 мкм (6 т.л.н.) Капсид адеиовируса Икосаэдрическая Диаметр 0,07 1 двухцепочечнэя ДНК !1 мкм (35 т.л.н.) 55 мкм (170 т.п.в.) Капсад фага Т4 То же 0,065 х 0,10 То же ( Бактерия и сей 1,7 х 0,65 1300 мкм (13 мм = = 4,2 !ОЯ т.п.н.] Цилиндрическая ~ Клетки человека Сплющенная (Не!л), митохондрия сфероидальяля 10 идентичных 50 мкм (5 мкм = 16 молекул двухцепочеч- т.и.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
