Современная генетика. Том 2 - Айала Ф.
ISBN 5-03-000495-5
Скачать (прямая ссылка):
цепи нуклеотидных последовательностей, кодирующих совершенно различные
аминокислотные последовательности, обеспечивается трансляцией
соответствующих мРНК в различных рамках считывания. Это достигается за
счет наличия дополнительных сайтов связывания с рибосомами, необходимых
для инициации синтеза новой полипептидной цепи, которые локализованы
внутри транслируемых участков мРНК генов А и D.
Локализация транскрипционных единиц генома фХ174, помеченных на рис.
12.7, установлена на основании имеющихся данных о характерных
последовательностях промоторных участков ДНК (см. гл. 15). Поскольку в
последовательности перед геном В находятся два промоторных участка, то не
исключено, что белки, продукты генов А и В, в действительности
транслируются с различных мРНК-транскриптов. Однако в случае
перекрывающихся генов Е и D имеется только один доступный общий промотор,
и, следовательно, для синтеза белка D используется та же молекула мРНК,
что и для синтеза белка Е. Расположение участков терминации транскрипции,
также отмеченных на рис. 12.7, свидетельствует о том, что в
действительности все мРНК-транскрипты генома фХ174 являются
полицистронными, т. е. кодируют
90
Экспрессия генетического материала
Рис. 12.7. Физическая карта генома фХ174.
Показана локализация цистронов, кодирующих известные белки фХ174.
Обратите внимание на перекрывание цистронов А и расположенного внутри
него В, а также цистронов D и ?. .Черным отмечено расположение трех
промоторов и размеры образующихся транскриптов.
Между цистронами Н и А находится очень эффективный терминатор. Между
цистронами J и F располагается малоэффективный терминатор, допускающий с
заметной частотой продолжение транскрипции за область локализации этого
терминатора.
Положение термина-торных участков показано цветными линиями.
более одного белка даже в тех случаях, когда нуклеотидные
последовательности соответствующих структурных генов не перекрываются. В
принципе, исходя из строения генома фХ174, можно допустить, что в нем
закодирована структура еще одного белка-продукта гена К, включенного
внутрь гена А и перекрывающего конец этого гена и начало гена С. Однако
до сих пор этот белок не удавалось обнаружить ни в инфицированных
клетках, ни при изучении мутантных фагов. В то же время в клетках,
инфицированных близкородственным фагом G4, помимо набора белков,
гомологичных всем известным белкам фХ174, был идентифицирован и фаговый
белок, гомологичный гипотетическому продукту гена К.
Другим довольно неожиданным фактом оказался наблюдаемый в клетках,
зараженных фХ174, синтез дополнительного белка А*. Функция этого белка
неизвестна, однако известно, что его аминокислотная последовательность
совпадает с С-концевой половиной последовательности белка, кодируемого
геном А. Белок А* считывается с мРНК-тран-скрипта гена А, который
содержит дополнительный внутренний сайт связывания с рибосомой,
расположенный (как показано на рис. 12.6) на подходящем расстоянии от
триплета AUG, который таким образом может выступать в роли
дополнительного инициаторного кодона. Синтез белка А* происходит с
использованием в качестве матрицы той же мРНК в той же рамке считывания,
что и для белка А.
Определение нуклеотидной последовательности генома фХ174 позволило
существенно расширить представления об используемых в при-
12. Генетический код
91
роде способах записи и реализации генетической информации. Дальнейшие
исследования показали, что обнаруженные особенности организации генома
фХ174 вовсе не уникальны. Так, в геноме фага X были обнаружены
перекрывающиеся гены, транслируемые как со сдвигом рамки, так и в той же
рамке, аналогично генам А и А* фХ174. Судя по всему, перекрывающиеся гены
представляют собой хотя и необычный, но все же довольно распространенный
элемент организации генома. Их происхождение может быть связано с
процессом эволюции молекул ДНК, на котором в определенных ситуациях могли
начать сказываться ограничения на физический размер генома.
Генетические факторы, влияющие на трансляцию кода
Процесс трансляции нуклеотидной последовательности ДНК в аминокислотные
последовательности белков осуществляется с помощью сложнейшей
биохимической машины. Структура основных составляющих этой машины также
закодирована в ДНК в виде генов тРНК, ри-босомных РНК, рибосомных белков
и т.п. Эти гены так же, как и любые другие, подвержены мутациям, что дает
генетикам возможность использовать такого рода мутации в качестве
инструментов для непосредственного изучения механизма трансляции. Те
мутации, которые вносят серьезные нарушения в процесс трансляции, без
сомнения, должны быть летальными. Однако удается обнаружить и условно-
летальные мутации, и такие мутации, которые лишь незначительно
сказываются на общем ходе трансляции. Мутации этого типа довольно часто
оказываются супрессирующими по отношению к каким-либо другим
трансляционным мутациям.
Мы уже встречались с внутривенными супрессорами мутации сдвига рамки,
