Современная генетика. Том 3 - Айала Ф.
Скачать (прямая ссылка):
Н
Y
й
/ о
Цитозин
-Н
ОС-
АТ
Рис. 20.7. Цитозин, реагируя специфически с гидроксиламином, переходит в
форму, образующую водородные связи с аденином. Гидроксиламин
обусловливает транзиции только в направлении GC -" АТ.
20. Мутации генов
13
Положение 2 И
Gly
GGA
. _ Arg.. 2-A/t kM\X) . Glu
^ AGA Aff(70) GAA
2 - АП(1) 2 - АП(1) i 2 - АП(1)
He Thr Ser GW Ala Val
AUA АСА AGPy GGA GCA GUA
Положение 234
G!y _ GGPy 1
' 2 - АП(2)
Asp J Cys
GAPy"' - UGPy
2 - АП (6)
Положение 183
Thr
ACPy
lie
AUPy
Ala
GCPy
Gly
GGPy
Рйс. 20.8. Замены аминокислот, наблюдавшиеся в трех положениях триптофан-
синтазы А Е. coli. В скобках после символа 2-АР каждый раз указывается
число наблюдавшихся независимых замен. Из 32 реверсий, зарегистрированных
в присутствии 2-АП, 29 были транзициями, остальные три-трансверсиями, но
Thr Ser Asn
ACPy AGPy AAPy
скорее всего это результаты спонтанных реверсий, а не реверсий,
индуцированных 2-аминопурином. Последовательность оснований в кодонах,
выписанных под каждой аминокислотой, установлена по наблюдавшимся
заменам; Ру означает пиримидин (урацил или цитозин).
вение реверсий под действием азотистой кислоты также используется для
доказательства транзиционной природы прямых мутаций (рис. 20.6).
Поскольку 2-аминопурин, 5-бромурацил и азотистая кислота индуцируют как
прямые, так и обратные мутации, с помощью этих мутагенов нельзя получить
лишь транзиции GC -> АТ или АТ -> GC. Гидроксил-амин, напротив,
воздействует только на цитозин, переводя его в форму, способную к
спариванию с аденином (рис. 20.7). Это приводит к направленным мутациям
GC-> АТ. Гидроксиламин не способен индуцировать обратные мутации, однако
такие мутации могут индуцироваться мутагенами, действующими в обоих
направлениях. Описанный механизм действия 2-аминопурина подтверждает
анализ аминокислотных замен белка триптофансинтетаза А Е. coli,
вызываемых 2-АП-индуцированными реверсиями специфических мутаций (рис.
20.8).
Механизмы возникновения трансверсий менее понятны. Трансверсии можно
идентифицировать по отсутствию реверсий под действием мутагенов-аналогов
нормальных нуклеотидных оснований. Известно, что именно трансверсиями
являются многие мутации, индуцируемые уль-
Эволюция генетического материала
трафиолетовым облучением. Возможно, причина их возникновения заключена в
механизме репарации, который мы вкратце обсудим в дальнейшем.
Мутации, вызывающие сдвиг рамки считывания
В главе 12 мы уже рассматривали мутации этого типа и сравнивали их с
заменами оснований. Мутации со сдвигом рамки составляют значительную долю
всех спонтанных мутаций. Спонтанные гЛ-мутации фага Т4, вызывающие сдвиг
рамки считывания, происходят во время репликации ДНК в клетке хозяина, но
не при накоплении частиц фага. Большинство мутаций, происходящих в этот
период, представляют собой транзиции (что следует из их способности к
индуцированным реверсиям), которые могут происходить в результате
спонтанного дезаминирования цитозина.
Данные о природе мутаций со сдвигом рамки получены при анализе
аминокислотной последовательности белков, которые кодируются генами,
содержащими взаимно супрессирующие мутации рамки (см. гл. 12). На рис.
20.9 сравнивается аминокислотная последовательность лизоци-ма фага Т4
дикого типа с соответствующими последовательностями белков фаговых
мутантов, несущих две мутации со сдвигом рамки. С помощью таблиц
генетического кода мы можем восстановить ве-
А е+ • • • Thr Lys Ser Pro Ser Leu Asn Ala • • ¦
ACN AAPu GU CCA UCA CUU AAU GCN- ¦ •
IIZZT//////////////III
• • • ACN AAPu GUC CAU CAC UUA AU GCN - • ¦
e/42 e/44 • • • Thr Lys Val His His Leu Met Ala ¦ • •
Б e+ • • ¦ Lys Ser Pro Ser Leu Asn Ala Ala • • •
• AAPu AGU CCA UCA CUU AAU GCN GCN
• • • AAPu AGU С CAU CAC UUA AU GCN GCN - • • e/17 e/44 Lys Ser Val His
His Leu Met Ala Ala---
В
(-2, +2)
e/D5 e/201 •
•Asp Thr Glu Gly Tyr Tyr Thr He GAPy ACN A GGPy UAPy UAPy ACN AUN
GAPy ACN AGG PyUA PyU • Asp Thr Arg Leu Leu
I
APy ACN AUN His Thr lie •
Рис. 20.9. Аминокислотные последовательности лизоцимных белков фага Т4,
кодируемых геном дикого типа е+ и мутантными генами е, содержащими
взаимно супрессирующие мутации со сдвигом рамки считывания.
Последовательность нуклеотидов
в РНК установлена по величине сдвига рамки. Соответствующие числа в
каждом случае указаны в скобках. N означает любое основание (на рис.
20.9, В в положении Не это урацил, цитозин или аденин); Ру-пиримидин, Ри-
пурин.
20. Мутации генов
15
Рис. 20.10. Индукция сдвига рамки считывания у бактерий. Изображены
изменения, происходящие в результате различных мутаций сдвига рамки у Е.
coli и S. typhimuri-ит. Представлены изменения в нуклеотидной
последовательности мРНК. (По J. Roth, 1974, Annu. Rev. Genet., 8, 319.)
f rVA98ti 1CR13 (+ 1)
CACGAGCAGG-GU-CACGAGCAGGG • GU •
hisD3018 (+1)
A
GUCACCCCUGAGG
GUCACCCCCUGAGG
A
hisD3749 ( + 1)
A
CUGUAGCCC-GAG
CUGUAGCCCC *GAG A
hisD3068 ( + 1)
CAGUAUGG-CCC*
