Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 155
Текст из файла (страница 155)
Реакция ДНК на уплотнение неодинакова в разных капсидах, так что точки контакта с белком оболочки различны у индивидуальных вирнонов. К рббббчзбьбхбччбтхрЪ а Хрбдбатхбччдхчрйбтзадбк Л. Л Л Гнгр ХОЭЭХа ЪС АВС вЂ вЂ -ХУ7АВС вЂ” ---ХУ7АВС вЂ” — — ХУ7АВС вЂ вЂ -Хбт Рнс. 28ал Канкатсмсры ДНК состоят нз ряда фазовых гснамов, расположенных тандемом. Верхняя полоска- конкатеиер, нижняя полоска — индивидуапьный геном. На электронной микрофогографюг показаны частицы в начале и в конце цикла созревания.
)Фогаграфгтя п~абсзна предоставлена А Нова)хоп) Любая ДНК, находящаяся между двумя сод-сайтами, может быть упакована в оболочку фага. На этом основан метод клонирования с использованием «космид», описанный в гл. 19. Важно. однако, чтобы расстояние между двумя сод-сайтами не сильно отличалось от естественной длины фага лямбда. Если это расстояние будет слишком большим нли спи)иком малым, то ДНК не будет упакована в оболочку. Этот факт свидетельствует о том, что для завергпення процесса упаковки количество ДНК должно быть доснзиточньгдг и что в головке фага может поместиться совсем немного избыточной ДНК (примерно ) 5"„).
У фага Т4 упаковка ДНК начинается со случайной точки конкатемерного предшественника и продолжается до тех пор, пока головка не заполнится количеством ДНК, равным целому геному. Следовательно, можно предположить существование некоторого механизма, измеряющего длину включенной ДНК. На деле количество включенной ДНК несколько превышает размер одной геномной единицы; в результате создаегся концевая избыточность, соответствующая дополнительной длине.
Согласно рис. 28.3, первый вирион может содержать ДНК от А до А, второй — от В до В и т.д. Таким образом, в каждом гепоме есть )разггые) буквы, повторяющиеся на обоих концах. Итак, двухцепочечная ДНК, если рассматривать ее небольшие участки. представляет собой достаточно жест- 28. О геномах и хромосомах З47 кую палочковидную структуру, которую нужно скрутить еше более компактно, для того чтобы она уместилась в капсиде. Каким образолг это происходит, пока еще не ясно, но известно, что наряду с ДНК в капснде существуют «внутренние белки». Возможно, они служат «остовомн, на котором конденсируется ДНК. 1Это было бы аналогично использованию белков оболочки вирусами растений, о котором мы упоминали ранее.) Какова специфичность этой упаковки? Во всяком случае она не зависит от определенной последовательности ДНК, поскольку делеции, вставки и замены не нарушают процесса сборки.
Все разнообразные способы сборки вирусов завершаются одинаково: упаковкой в капсид единичной молекулы ДНК или РНК. Однако сугцествуют некоторые вирусы, геном которых состоит из многих молекул нуклеиновой кислоты. Реовирусы, например, содержа г десять двухцепочечных фрагментов РНК, и нсе они должны быть упакованы н капсид. О том, каким образом в процессе сборки отбирается по одной копии каждой из разных молекул, для того чтобы собрать полный комплект генетической информации, ничего не известно.
Некоторые вирусы растений состоят из нескольких ча6тей; их геномы разбиты на фрагменты, каждый из которых упаковывается в отдельный капсид. Г!римером может служить вирус мозаики люцерны, геном которого состоит из четырех различных одноцепочечных РНК. Каждая цепь упаковывается независимо в оболочку, состояшую из субъединиц одного и того же белка. Инфекционный процесс протекает успешно в том случае, когда в клетку попадает по одной из копий каждой цепи.
Четыре компонента вируса существуют в виде частиц различного размера. Это означает, что один и тот же капсидный белок может упаковать каждую РНК в характерную именно для нее частицу. Такой способ упаковки отличается от способа упаковки отрезков пуклеиновой кислоты одного размера в капсиды определенной формы. Однако и у вирусов, имеюших только одну правильную форму капсида, в процессе сборе и могут возникать измененные формы капсида. Речь идет о частицах-монстрах, головка которых длиннее обычной. Таким образом, белку 1или белкам) капсида присуща способность собираться в структуру определенного типа, но точный размер н форма этих структур не инвариантны. Во многих случаях существуют также белки сборки, которые не входят в состав оболочки головки, но способствуют правильной сборке частицы.
Клеточные геномы также используют белки, функция которых — направлять сборку других белков (см. гл. 29). Бактериальный геном свернут в нуклеоид Хотя у бактерий не обнаружено структур, обладающих морфологическими признаками эукариотических хромосом, их геномы тем не менее организованы в виде определенных телец (нуклеоидов). Генетический материал имеет вид достаточно компактной группы телец нли нескольких таких зрупп, занимающих 1весьзиа приблизительно) около трети объема клетки. На рис. 28.4 показан тонкий срез бактерии, на котором прекрасно виден этот нуклеоид. У бактерий с частично реплицированной ДНК содержание ДНК в нуклеоиде превышает размер одного гено- Рно.
2В.4. На тонком срезе показан бактериальиый нуклеонн н виде компактной массы н центре клетки. (Фотография любезно препоотаалена 3. бпипь.) ма. Ко времени деления клетки генетический материал разделяется на два нуклеоида, которые распределяются между дочерними клетками. Механизм сегрегации, по-видимому, включает в себя этап прикрепления бактернального генома к мембране. Этот механизм аналогичен митотической сегрегации зукариотических хромосом.
Однако вместо того, чтобы растаскиваться с помошью нитей веретена, специфические локусы каждого из дочерних геномов прикрепляются к определенному участку на мембране. По мере роста клетки эти два участка мембраны удаляются друг от друга, и после деления каждый оказынается в разном компартменте, захватив с собой свой нуклеоид (гл. 31). Нуклеоиды из клеток Е. сой были выделены непосредственно в виде очень быстро седиментируюшего комплекса, который на 80~', своей массы состоял из ДНК. (В аналогичных комплексах в клетках эукариот ДНК составляет около 50% всей массы; см.
гл. 29.) У бактерий, содержащих более одной копии генома (в результате реплнкации ДНК), комплекс пропорционально увеличивается в размере. Этот комплекс можно перевести в менее компактное состояние, обработав его реагентами, действующими на РНК или белок. Из этого следует, что именно указанные компоненты способствуют стабилизации нуклеоида.
Возможная роль белков очевидна. Роль, которую може~ играть РНК, неясна. Попытки выделить специфическую РНК, участвуюшую в образовании структуры, оказались безуспешными. Попытки изучения ново- синтезированной РНК (т. е. незавершенных продуктов транскрипции) также не дали результата. При лизисе клеток Е, сой высвобождаются нити в виде петель, прикрепленных к остаткам клеточной оболочки. Как видно на рис. 28.5, ДНК этих петель находится не в виде свободно вытянутого дуплекса, а скручена н более компактные образования благодаря ее связи с белками. Быстро седиментируюшнй комплекс может состоять из таких петель, находящихся в компактном виде. Часть У)П. Упаковка ДНК 348 ' Белок Сгроолле Содержание нл ! клеэку Родствен- Локус иыв белок у эуккриот Неизвестен Рнс.
28.5. Нуклеоид высвобождаетсл нз лизированной клетки Е. со1г в виде нитевидных нетель. )фаэагрлфик лгобсэно лрелостлвлеок У. Сошек) Из Е. сой было выделено несколько ДНК-связывающих белков, которые при поверхностном взгляде напоминают хромосомные белки эукариот. Свойства этих белков суммированы в табл. 28.2. Два из них, Н13 и Н находятся в клетке в достаточно большом количестве и по аминокнслотному составу напоминают гистоны, связанные с эукариотической ДНК (гл. 29). Белки эти имеют небольшой размер, обладают сильноосновными свойствами и прочнее связываются с ДНК. Физиологическая роль этого связывания пока неясна.
Белок, потенциально свяэывающийся с ДНК, был обнаружен благодаря тому, что его ген расположен в опероне, содержащем тРНК (гл. 23). Это белок Р. По своему аминокислотному составу он напоминает протамины, которые связываются с ДНК в некоторых сперматозоидах. Его количество и функции в клетке неизвестны.
Для одного из белков точно установлена принадлежность к генетическому аппарату. Это белок НЬР1, кодируемый геном 7)гА, Мутации в этом гене супрессируют устойчивость к рифампицину, обусловленную некоторыми мутацияуни в гене ))-субьединицы РНК-полимеразы. Свойства этих мутаций не позволяют судить о том, взаимодействует ли этот белок с ДНК или с РНК-полимеразой. НЬР1 — это маленький основный белок, который, подобно другим белкам. может связываться с ДНК.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
