Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Как видно из сравнения последовательностей япрО, апрЕ и енрГ, мутация может затрагивать любое из трех оснований в антикодоне. Теперь вместо своего прежнего кодона(ов) каждая супрессорная тРНК узнает только кодон 13АО. Прн этом в белок включаются серии, глутамин илн тирознн, т, е. те аминокислоты, которые присоединяются к тРНК дикого типа. Таблица 7.1 Нонсенс-сунрессорные тРНК возникают в результате мутаций в ннтнкодоие' г Локус тРНК кодов «одоп 15СО СОА АС1зА САСт С15О ЖА 13Ас 13А~ь. Ог)А 17ОА ААо гз ч213 оПА Нос ГСА АОСАА Бег о!и Туг Тут Ьук Ттр 13АСз 13АО 13АС» лирй(зи1] лирЕ(ли2) яирр(киу) кирс(ли4) кирб(ли5) , лир17(я и 7) Возникновение охра-супрессора также связано с мутацией в антикодоне.
Наиболее хорошо изученными супрессорами такого типа являются кпрС и апрО, включающие тирозин нли лейлин в ответ на кодоны охра (13АА) и амбер (13АС). Такой тип супрессин полностью согласуется с предсказанием гипотезы неоднозначного соответствия о том, что кодон 13АА не может узнаваться однозначно. Действительно, все охра-супрессоры узнают как охра-, так и амбер-кодоны. Это было наглядно продемонстрировано при введении дополнительных мутаций в штамм, уже содержащий амбер-супрессоры лирЕ илн лирЕ Если при этом амбер-колоны мутировали от С0А к Ш5А, то молекулы тРНК превращаются в охра-супрессорные, взаимодействующие и с охра-, и с амбер-кодонами. Амбер-супрессоры узнают только амбер-кодоны. (В первом положении антикодона мы пишем 13, но надо помнить, что на самом деле он может быть модифицирован.) Очень интересны супрессоры кодонов 13ОА.
Одна их разновидность (кир(7) возникает в результате мутации в гене, кодирующем триптофановую тРНК. Антикодоном триптофановой тРНК дикого типа является триплет ССАА, узнающий только кодон 13ОО. С прессорная тРНК содержит мутантный антикодон 1)СА, который узнает как свой исходный кодоп, так н терминирующий кодов 13ОА. Другая тРНК, супрессирующая колон 1)ОА, обладает совершенно непредвиденным свойством. Она происходит от той же трицтофановой тРНК, но только в результате единичной мутации, заменяющей А в 24-м положении на Сь Это приводит к замене пары Π— 13 в О-стебле на А — 13, что повышает стабильность спирали.
Последовательность антикодона остается той же самой, что и в тРНК дикого типа, ССАА. Таким образом, мутация в О-стебле должна каким-то образом изменять конформацию в антикодоновой петле, позволяя ССА Авзаимодействовать с 13ОА. Это происходит в результате образования пары между С и А, что не предусмотрено гипотезой однозначного соответствия. Данная супрессорная тРНК сохраняет способность узнавать свой обычный кодон 1)ОО. На самом деле способность триптофановой тРНК узнавать терминнрующий кодои 1)ОА, возможно, не ' Использованные обозначения: исходно локусы получили обозначения киб яи2 н так далее, как указано в скобках. яи' обозначает супрсссорную мутаптную форму гена, а ян дикий тип. Теперь покусы переименованы как яир с соотвсютвуюшсй буквой от А ло К Все покусы, приведенные в этой таблице, являются структурными тснамн для молекул тРНК.
' Цытом выделены основания в антньодонс, которые мутиро- валн 7. Транспортная РНК: трансляционный посредник 99 является уникальной для супрессорной формы, так как ()ОА-мутанты всегда отчасти «лики» (!еа)су). Это означает, что даже в отсутствие мутантной супрессорной тРНК наблюдается некоторый уровень остаточной супрессии. Следовательно, вероятней всего, что тРНК 'Р дикого типа взаимодействует как с НОА, так и с (зОО (хотя и хуже).
Поэтому мутация в положении 24 скорее может усиливать эффект этой супрессии, чем создавать его заново. Таким образом, если кодирующая область заканчивается кодоном 1)ОА, то полноценно функционировать в качестве терминатора он не будет. Поэтому некоторые рнбосомы смогут продолжать трансляцию до следующего терминирующего кодона. В результате образуются два белка с одинаковой Н-концевой областью, но один из них обладает более длинной С-концевой частью. Такая неполная супрессия нонсенс-колонов, возможно, используется в качестве естественного механизма в процессе возникновения сходных белков. Аналогичное кодон-антикодоновое взаимодействие обнаруживается в случае одной из эукарнотических тРНК.
Бычья печень содержит тРНК, аминоацилированную серином. Ее антикодоном является трнплет ССА, который, согласно гипотезе неоднозначного соответствия, может отвечать на триптофановый кодон ()ОО. Но фактически он узнает только терминируюший кодон ()ОА.
Таким образом, щС специфически взаимодействует с А. Поэтому в рассмотренном случае использование триплета НОА в качестве терминирующего кодона, возможно, является определенным видом супрессии. Главный вывод, который можно сделать на основе этих данных, состоит в том, что копон-антикодоновое узнавание не может быть предсказано только на основе известных последовательностей триплетов.
Это связано с тем, что на данное взаимодействие могут влиять другие особенности молекул-как в случае тРНК дикого, так и в случае мутантного типа. Все нонсенс-супрессоры мутаций возникают в результате точковых мутаций в структурных генах, кодирующих тРНК. Эти изменения могут возникать как в антикодоне, так и в других местах молекулы.
Однако в принципе возможно возникновение супрессорных тРНК и в результате нарушения процесса модификации тРНК, который оказывает влияние на специфичность узнавания. Это, вероятно, может происходить в результате мутаций в генах, кодируюших ферменты модификации. Миссеис-мутадни, изменяющие смысл колона, приводят к замене одной аминокислоты на другую, не способную функционировать в белке вместо исходной. Формально любая замена аминохислоты в белке является миссенс-мутацией, но на практике мутации обнаруживаются только в том случае, если они приводят к образованию неактивного белка.
Эти мутации супрессируются в результате включения или исходной, нли какой-либо другой аминокислоты, не нарушающей функционирования белка. На рис. 7.12 показано, что это осуществляется таким же образом, как и супрессия нонсенс-кодонов. В резуль~ате мутации в антикодоне какой-либо тРНК, несущей подходящую аминокислоту, тРНК становится способной узнавать мутантный кодон. Таким образом, суть мнссенс-супрессии заключается в изменении смысла кодона. Миссенс-супрессоры были получены с помощью ряда тРНК, включающих глипин в ответ на один из кодонов ООХ.
В одном случае мутация в триптофан-синтазном гене Е. сой приводила к замене глицинового кодона на дикий гяв ООО ОАА ДАС АОО цец Амбар-мууанг АОО ОАО О АД ггг гп ггг АОО ОАО ОАА О О () () 0 () туг ЯО ( П Лмбяа ууа я ауаяакхвяям цаявц гияозцна О АС АОО АОС упрецарцая мугация ту ту. Рцс. 7.Н. Нпцсецс-мутаццц могут быть супрессцровапы с помощью тРНК с мутацтцым аптцкпдоцом. Гап дцкогп типа солврцпу кодов НЦО, дезермпппрующпй включение лайцпца. Этот кодов узпаегся гРНК с ацгпкодоппм САА.
Мугаппя превращает исходный колон в ОАСх с которым взаимодействует фактор освпбоцдаппя Мутация в гене, кцдпрующам гцрпзпцовую гРНК. преврацхавз ак апгпкодпц пз ООА в СОА, позволяя гвм самым взапмпдайцгвовать ай с амбар-кодовом. В результате сппгазпруегся белок обычной длины, в котором цсходцый лайцпц замепап ца зпрпзцп. аргининовый. Супрессорные мутации, возникающие в тРНК, У или в тРНКз ~У (коднруемые соответственно локусами яирТ или яирА) заменяют первоначальные антикодоны ССС или гзСС (узнающие ООО н Овгз) на антикодон (эСО, который теперь узнает аргининовые кодоны А ОСА.
Другой путь возникновения миссенс-супрессии состоит в получении мутаций в генах, кодирующих тРНК (или синтетазу), вызывающих замену аминокислоты, которую акцептирует данная тРНК. Вследствие этого тРНК будет узнавать тот же кодон, что и ранее, но при этом включать другую аминокислоту, ответственную, возможно, за супрессию. Редко, но все же возможно получить такие мутации нз пирр-супрессоров, включающих тирозин в ответ на амбер-кодон.
Ряд дополнительных мутаций в акцепторном стебле такой супрессорной тРНК позволяют ей включать глутамин в ответ на кодон (ЗАО. При этом обычно сохраняется некоторая способность включать тирозин. Следовательно, эти мутации приводят к тому, что тРНК узнаемся О!и-тРНК вЂ” синтетазой, а также родственной Туг-тРНК вЂ” синтетазой.
100 Часть 11. Синтез белков ТП ДОО 66 А ОАА Белок. нндюч ншнй Я Я Я'~шу )Я Я Я б '""'"" Мнгмнь муга г ТТТ= 1ТГ' Г'Т АО6 А6А ОАА ОСО Мумцнн чу нь змньег замену нз 0 Я 0 0'Я Агк 0 ЯЯ 0 0 ар инин й 1 14 "Я'Я Я б шу Я Я Я б . ССО ОС Сунрезнррнмй Сунрзссорнрн грнк + с изме еннмм антннрдрнрм ьгч нннючззг м цнн н ргнвг з й зргннн«рнмй кода 6!у 6!у Рнс 7.12. Мнссснс-супресснл состоит н изменении антнкодона тРНК, которая в результате считывает «нецраннльныйзз колон как смысловой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
