Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 191
Текст из файла (страница 191)
(В некоторых случаях проблема решается путем превращения линейного репликона в кольцевчю илн конкатемерную молекулу.) Во-вторых, допустимо также вмешательство белка, делающее затравочную реакцию возможной. Некоторые линейные нуклеиновые кислоты вирусов содержат белки, ковадентно связанные с 5цконцевыле основонивм. Наиболее хорошо изучены ДНК аденовирусов, фага ф29 и РНК полиовируса. ДНК аденовнрусов представляет собой большую линейную двухцепочечную молекулу; оба ее 5'-конца ковалентно связаны с белком, имеющим мол. массу 55000 дальтон. Соединение осуществляется с помощью фосфодиэфирной связи с сернном (рис.
33.11). Тот же тнп организации установлен в ДНК вируса ф29, где к каждому из 5'-концов прикреплен белок с мол. массой 27000 дальтон. У полиовируса, содержащего одноцепочечную РНК, белок ЧРя из 22 аминокислот сцеплен через гидроксильную группу тирозина с 5'-концевым основанием. В каждом случае прикрепляемый белок кодируется вирусом и участвует в репликацин. ДНК аденовируса ф29 реплицируется со своих концов с помощью механизма вытеснения цепи, показанного на рис. 33.12.
Одни н те же события происходят независимо, т,е. не одновременно в каждом из концов. Инициированный синтез новой цепи ведет к вытеснению гомологичной цепи, которая была ранее спаренной в двухцепочечной молекуле. В конечном счете либо репликационная вилка достигает другого конца молекулы, либо две репликационные вилки, двигаюшиеся от противоположных концов, встречаются в середине.
Любое событие веде~ к отделению родительских цепей друг от друга. Белок, присутствующий на реплицируюшихся цепях ДНК аденовируса, имеет мол. массу 80000 дальтон, т.е. он крупнее белка, найденного на зрелой вирусной ДНК, Крупный белок является родственным более мелкому. Предполагается, что белок с мол.
массой 80000 дальтон участвует в инициации репликации, но на определенной Часть 1Х. Сохранение ДНК в ряду поколений 430 с. злнк 5 инициируется в Б.ко це 3' 3Г Папипептилная С полипептидная цепь цепь сн, 5' О=р — 0 ( о ! СН3 Ц 5' Рапликациснная вилка перемещается,ем тасин одну родительскую цеп 3' Синтез дНК Ь инициируется в 53конце итозии 3' 5' Репи «ационнме вилки истаззют, н роаитеяьск е цепи отделиютсн 5' 3' Реппикация заверюена 3' ДН К аденови руса 5' 3' Рис, 33,(К 5'-концевой фосфат в каждом конце аленоцирусной ДНК ковдлонтно присоединен к верину в белке (55 000 дальтон), свлзыванпцимся с аленовирусом.
стадии созревания вируса крупный белок расщепляется на белки меньше~о размера. Каким образом прикрепление белка решает проблему затравки? Способность белка ковалентно связываться с а(СТР в зкстрактах клеток, инфицированных аденовирусом, объясняет роль крупного белка. На рис. ЗЗЛЗ изображен предполагаемый механизм его действия. Большой белок, связанный с цитилином, имеющим свободную ЗсОН-группу, взаимодействует с концом аденовирусной ДНК. Он вытесняет имеющийся 5ьконец, который узнается благодаря его связи с белком, имеющим мол.
массу 55 000. Затем свободный ЗСОН-конец взаимодействует с поступившим нуклеотнлом, который спаривается с матричной цепью прн участии ДНК-полимеразы. Белок с мол. массой 80000 дальтон может образовывать комплекс с ДНК-полимеразой. Вся серия реакции, по-види- Белок 5Б К 3 5' 5, з' Белок 5Б К Белок 55 К Белок 80 К вЂ”. Белок 55 К 1 3, Белок 55 К 1 Белок 55 К Белок 80 К ликполимераза Белок рррд во к Ф вЂ” Бет — С вЂ” ОН 3-НО-Ортрдрпру — — — — —— Рис. 33,12, Репликдцил дленовирусной ДНК инициируется неза- висимо в двух концах молекулы и происходит путем вытеснения цепи.
мому, скоординирована, поскольку белок (80000 дальтон) способен присоединяться к а(СТР только в присутствии ДНК аленовируса. Эта модель, вероятно, применима н к репликации ДНК фага ф29. РНК-полимераза, ответственная за репликапню полиовируса, подобно ДНК-полимеразам, строго зависит от затравки, И в зтом случае найден более крупный предшественник ковалентно связанного УР8 белка. Он нмеез размер, равный 12000 дальтон, и связан с мембраной, Вероятно, предшественник участвует в инициации, а затем разрезается, в результате чего образуется остаточный белок УР8. Белок УР8 отделяется от РНК полиовируса, которая предназначена лля использования в качестве мРНК; он найден только на тех геномах, которые лолжны быть реплицированы. Рис 33 ! 3.
Аленовирусный белок с мол. массой 80000 дальтон смешает 5цконец ДНК (который связан с белком, имеющим мол, массу 55000 дальтон) н предоставляет т)СТР ллл нниннацнн синтеза новой цепи ДНК. 34. Системы защиты ДНК 431 Глава 34 СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ ДНК Рекомендуемая литература Механизмы репликации детально анализируются в книге Корнберга (Коглйегд, (3)4А йер!(са!юп, Ргеешап апо Со., Бап Ргапсйсо, 1980). Различные репликационные системы обсуждены Томизавой и Селзером (7Ьляхииа, 5«!кег, Апп. Веч.
Вюсйеш., 48, 999 — 1034, 1979). Система репликации Е. сой рассматривае~ся Араи и др. (Ага! ег и!., Е Вю!. Сйегп., 256, 5239 — 5246, 1981); структуру праймосомы анализируют Арап и Корнберг (Аги(, Коглйегд, Ргос. Ха!. Асаг(. Бей (э'БА, 78, 69 — 73, 1981). Функции йер-белка посвящена работа Ярантона и Гефтера (Угитишол, бейег, Ргос. Молекула ДНК осуществляет свои наследственные функции посредством репликации и транскрипции. В каждом из этих процессов участвует большое количество ферментов, среди которых обязательно присутствие соответствующей полимеразы; оба процесса регулируются (гл.
!О н 33). Кроме того, с ДНК взаимодействуют различные ферменты, которые модифицируют ее структуру или репарируют возникаюшие в ней повреждения. Рассмотрение этих процессов очень важно для решения вопроса о механизмах сохранения ДНК в течение неопределенного числа поколений. Ведь сам по себе акт репликации еше не гарантирует ДНК выполнения ее роли в эволюции.
Как про-, так и эукариоты содержат ферменты, метилируюшие ДНК. В каждом бактериальном штамме присутствует фермент (или ферменты), определяющий тип модификации его ДНК; этот признак можно использовать для решения вопросов о происхождении той или иной ДНК. Бактерия способна отличить свою собственную ДНК от любой вторгающейся «чужеродной» именно по типу ее модификации. Различие в модификации делает чужеродную ДНК чувствительной к действию рестрииируюших ферментов, которые узнают отсутствие метильных групп в соответствующих сайтах. Системы рестрикции и модификации широко распространены у бактерий; нх существование играет важную роль в защите резидентной ДНК от загрязнения последовательностями чужеродного происхождения.
Следует отметитгь однако. что присутствие системы модификации и рестрикции пе обязательно; некоторые бактериальные штаммы утратили ее. Метилирование у эукариот имеет другую цель; узнать гены, находящиеся в различных функциональных условиях (гл. 30); этот процесс не связан с рестрикцией немодифицированных сайтов. Бактерия имеет несколько систем, защищающих ее ДНК от последствий повреждений внешними агентами или ошибок репликации.
Любое событие, которое вызывает отклонение от правильной двухцепочечной структуры в ДНК, узнается как неприемлемое. Это изменение может быть точковой мутацией, которая преврагцает одно основание в дру~ое, в результате чего образуется На!. Асаг1. Бей ПБА, 76, !658 — 1662, 1979). Роль белка А фага фХ174 рассматривают Скотт и др. (Есой ег а!., Ргос. )ь(а!. Асас1. Бей ()БА, 74, 193-197, 1977). Репликации оПС посвящена статья Фуллера„Какунаги и Корнберга (Еийег, Ки(гиладй Коглйегд, Ргос. )ь(а!. Асаг1.
Бей (эБА, 78, 7370 — 7374, !981). Обзоры исследований, проведенных на системе фага Т4, опубликованы Лю (Е!и ег а1., Со!о Брипй НагЬог Бушр. Оцап!. Вю!., 43, 469-487, !979), на системе Т7 — Ричардсоном (й(сйагаьоп ег и!., Со!о Брппй НагЬог Бушр. Оцап!. Вю!., 43, 427 — 440, !978).
Белки, связанные с вирусами, анализирует Виммер ())'!ляпег, Се11, 28, 199 — 201, 1982). пара, не соответствующая правилам Уотсона — Крика. Это может быть и структурное изменение, которое модифицирует ДНК или свяжет два основания вместе. Сайты мутаций узнаются специальными нуклеазами, которые вырезают поврежденный участок из ДНК, а затем другие ферменты синтезируют замешаюшую гюследовательность. Вместе эти активности составляют репарируюшую систему.
Нарялу с репарацией повреждений путем вырезания и замещения существуют системы, исправляющие вредные последствия реплнкацни поврежденной ДНК. Такие исправляющие системы родственны системе генетической рекомбинации. Клетки Е сой, лишенные исправляюшнх систем, становятся чрезвычайно чувствительными к определенным типам повреждений.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
