Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 206
Текст из файла (страница 206)
Инвертированные концевые повторы имеют длину, равную 22 парам оснований; из них, вероятно, только последние 13 важны для реакции транспозиции. Мутации в этой области предотвращаю~ транспозицию и являются цис-активными. Тп10 — необычный элемент, имеющий специфическую последовательность в сайте-мишени. Прямые фланкирующие повторы из 9 пар оснований, которые образуются при транспозиции, обнаруживают обобщенную последовательность из б нуклеотидных пар, симметрично расположенную в сайте-мишени. Так, повторы с каждой с»с с пион !Мо трвнапозицин тмо Новый трвнапозан обеспечить трвнапозицию любой стороны «алъцв. Трвнспозиция ыс' ао- отвегатвуаг перемещению Тп!О.
Трвнапозиция мвркаров, находящихся нз другой оюрона, созлват новый «вывернутый» трвнспозон. (хотя такое событие и не служит цели дальнейшего распространения все~о транспозона). В действительности два 1В-элемента способны транс- позировать любую последовательность, заключенную между ними, а также свои собственные последовательности. Схема эксперимента, который демонстрирует такую способность, прелставлена на рис, 36.4. Если Тп(0 находится в составе кольцевого репликона, лва его модуля могут рассматриваться фланкирующими либо ген !ег" исходного транспозона, либо последовательность в другой части кольца. В результате в событие транспозиции могут вовлекаться исходный транспозон Тп10 или транспозон «наизнанку» с противолежащей центральной областью.
Оба они имеют инвертированные модули, но эти модули, очевидно, способны функционировать в любой ориентации относительно центральной области. В таких случаях частота транспозиции тем меньше, чем больше расстояние между модулями. Зависимость от длины, вероятно, свидетельствует о проблемах, которые возникают во время транспозиции. Используя эту зависимость, можно определять размеры сложных транспозонов. Суммируя свойства, определяющие способность к транспозиции 1б- или 1Я-подобных элементов, следует отметить, что все они, кроме 131, кодируют один главный продукт гена, соответствующий рамке считывания, простирающейся на длину элемента. Этот единственный продукт, вероятно, ответствен за нахождение сайта-мишени и узнавание концов транспозона. Для Рис.
Збтй Молули!о!О способны кооперироваться и трвнспозировать любую область ДНК, которая лежит между ними. Если Тл!О входит в состав кольцевой молекулы, повторы !Б!О могут Только один модуль транспозона ТП10 функциональный 36. Транспозирующиеся элементы бактерий 463 22 пары основаннй ннвартнрованнык повторов рнк роцт )! !н -;>< 40 оснований РНК паракрываютоп Рис. 36,5 Два промотора в противоположной ориентации расположены вблизи наружной граяяпы 1$!ОК. Сильный промотор Рост обеспечивает транскрипцию фланкирующей ДНК хозяина. Более слабый промотор Рт начинает транскрипцию РНК с колируюшей области, которая распространяется иа всю длину !Б!ОИ.
Транскрипция типа О!3Т я ПЧ перекрывается в области, протяженность которой ранив 40 парам оснований. стороны Тп!0 часто представлены последовательностями )т)ОСТНАОС14 )т)СОА!чТСОХ * , где )т) соответствует любой паре оснований. Чем «сильнее выражена» горячая точка, тем больше она соответствует канонической последовательности. Не исключено, что олна и та же Тп!О-кодируемая функция узнает последовательность мишени и концы транспозона. Активным модулем Тп10 служит элемент !5!ОК. Модуль !5!ОЬ функционально дефектен и обеспечивает только ! — !0~,' транспозиционной активности !Б!ОК. Накопление мутаций в !Я!ОЬ по сравнению с !5!ОК и обусловливает их примерно 2,5%-ную дивергеицию. На рис. 36.5 показана организация !5!ОК.
Ои имеет непрерывную рамку считывания, которая кодирует существенный белок с мол. массой 47000 дальтон; значение лругой перекрывающейся рамки считывания неизвестно. Уровень продукции существенно т о белка повышается благодаря мутациям, увеличивающим степень выражения гена !5!ОК. Следовательно, количество этого белка может ограничивать скорость транспозиции.
Мутации в этом гене мо|ут быть комплементированы Ъ транс-положении другим элементом дикого типа, однако эффективность комплементации выражена слабо. Это свидетельствует о предпочтительном т)ис-действии белка. По непонятной причине белок эффективно функционирует только па той ДНК-матрице, с которой ои был трацскрибирован и транслироваи. Это общее свойство белков, участвующих в !5-опосредованной транспозиции. )Мы уже говорили о иис-предпочтительности белка А, участвующего в реплнкации трХ!74, гл.
33.) При увеличении расстояния между геном транспозазы и концами транспозона 1510 эффективность действия транспозазы падает. Причина этого явления, по-видимому, заключается в предпочтительном узнавании транспозазой последовательностей ДНК мишени, расположенных вблизи того сайта, в котором она синтезируется. Можно предположить, что транспозаза настолько быстро связывается с ДНК после (или во время) белкового синтеза, что не успевает диффундировать. Реальна и другая ситуация: транспозаза может отличаться такой нестабильностью, что белковые молекулы, неспособные быстро связываться, никогда не смогут стать активными. Вблизи внешней границы !5!ОК обнаружено два про- мотора. Один из них Рпч ответствен за транскрипцию !5!ОК, другой — Рост вызывает транскрипцию, протекающую в смежной фланкирующей ДНК.
Возможно, этот эффект связан с активацией бактериальиых генов, сцепленных с Тп!О. Мультикопийное ингибирование свидетельствует о регуляции экспрессии гена !5!Ой. Транспознция Тп!О-элемента на бактериальной хромосоме уменьшается, если в составе мультикопийной плазмиды ввести в клетки дополнительные копии !$!ОК. Ингибироваиие требует присутствия последовательности промозора Роггг и эффективно только в отношении гена 15!ОК, экспрессируемого при участии Р!и-промотора (если ген находится под контролем другого промотора, эффект увеличивается).
Однако мультикопийное ингибирование действует на уровне трансляции, а не транскрипции. Этот эффект может объясняться наличием перекрывания на участке в 40 пар оснований 5чконцевых областей транскриптов, инициируемых в Р!н и Роцт. Так как Рост является более сильным промотором, может образовываться большое количество ОПТ-РНК, и эта РНК может в свою очередь спариваться с Пт)-РНК, предотвращая трансляцию белка, необходимого для транспозиции.
Модули транспозона Тп5 почти идентичны, однако функционально очень различаются Инвертированные модули Тп5 служат удивительным примером того, как небольшие мутационные изменения вызывают важные функциональные эффекты. Модуль !$50К функциональный; молуль 1550Ь нефункциональный в отношении транспозицин. Единственное различие между ними обусловлено заменой одной пары оснований. Результаты этой замены демонстрируются на рцс. Зб.б. В модуле !550К при использовании одной и той же рамки считывания образуются два белка. Единственное различие между ними состоит в наличии у белка ! примерно 40 дополнительных )т)-концевых аминокислот, отсутствующих у белка 2. Точные события, включаемые в транскрипцию и трансляцию этих белков, еше не установлены; известно только, что белок 2 образуется в больших количествах, чем белок 1.
Часть Х. Динамичность генома: постоянное изменение ДНК 464 бббббббббббя Белли 2, Век ЯэббббббННЯВЯ Белое 3, ВВ К Осле ало ж '" фх ебсзбх 'озбчоеолясзесосзбчсрзбсзд„од~~об ВЯЗВВВВВЯВВВВЯЯ Неоииииифосфосреисфереее!1 Риор, „ЯЯЯЯЯГГЯ белки ! 2 Замена одной пары оснований в 1550Ь одновременно влияет на трансляцию этих белков и контролирует транскрипцию центрачьной области. Замещение ведет к образованию осйге-кодона, который преждевременно терминирует трансляцию как белка 1, так и белка 2. Урезанные белки (иногда называемые белками 3 и 4) утрачивают транспозиционную активность. То же самое замещение создает промотор для транскрипции гела центральной области, который кодирует неомицинфосфотрансферазу и, фермент, ответственный за устойчивость к таким антибиотикам, как неомицин и канамицин.
Следовательно, для проявления этой функции транспозона такая замена необходима. Функции белков ! и 2 родственны, но различны. Белок ! существен для транспозиции любого модуля 1550 или интактного транспозона Тп5. Белок дикого типа комплементирует дефектный модуль в изранс-положении крайне неэффективно. Следовательно, белок ! может быть иисактивной функцией транспозиции. Белок 2 служит ингибитором транспозиции. Его действие осуществляется на какой-то еще неизвестной стадии самого процесса транспозиции (а не путем регуляции экспрессии гена). Белок 2 функционирует в транс-положении;механизм его действия может заключаться в связывании с теми же сайтами, которые должны узнаваться белком 1 для осуществления его транспозиционной функции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
