Современная генетика. Том 3 - Айала Ф.
Скачать (прямая ссылка):
CAGUAUGGG-CCC-
IrpAZ 1 ICR PR3 (- 1)
AG U
AU-UCUGCCCCCGAC
AIMJCUGCCCCGAC AG U
hisD2565 (+1)
GU-ACGCGUCC-GU-
GU-ACGCGUCCC-GU*
hisD2578 ( + 1)
GC-CU.
GC-CCU-
hisD3052 (-1)
A
GACACCGC.CGGCAG
GACACCGCCGGCAG
A
hisD3052 R14(-2)
A
GAACUGCCGCGCGCGGACACCGCCG
UGCCGCGCGGACACC
роятные нуклеотидные последовательности как дикого типа, так и мутантной
мРНК. Оказывается, что они отличаются друг от друга вставкой и делецией
одного или нескольких нуклеотидов. На рис. 20.9А представлен пример
обсуждавшегося ранее типа взаимной супрессии. Делеция одного остатка
аденина в сериновом кодоне м-РНК дикого типа сдвигает рамку считывания в
одном направлении, а вставка одного гуанина перед кодоном аланина
сдвигает рамку в противоположном направлении. Соответственно в белке
двойного мутанта оказывается измененной последовательность пяти
аминокислот. Рис. 20.9Б иллюстрирует эффект сочетания вставки двух
нуклеотидов GU (вслед за уже упоминавшимся кодоном серина) со вставкой G
перед кодоном аланина. Результат состоит в сдвиге рамки на целый кодон,
что приводит к появлению одной дополнительной аминокислоты в белке и
замене последовательности из четырех аминокислот в белке дикого типа
новой последовательностью из пяти аминокислот в белке двойного мутанта.
На рис. 20.9В изображен случай, когда двойной мутант возник в результате
комбинации двухнуклеотидной вставки и двухнуклеотидной делении. Эти
примеры показывают, что единичная мутация со сдвигом рамки может быть
скорее результатом вставки двух соседних нуклеотидов, чем одного, как это
предполагалось в гл. 12. Некоторые единичные мутации являются следствием
одновременных изменений до пяти соседних нуклеотидов.
Эволюция генетического материала
S' АС . AAAAGTCC А.
Л 3'1 I I I I I I I I I I I II I I I I I I I I I I I II I
..........TGTTTTCAGGT.......
5'........AC. AAAAGTCCA................
3'1 I I I I I I I И I II I I I I I I I I I I I II I I
.........Т G' ТТ TTCA'jXJGT...........
Разрыв
S'........AC. AAAAGTCCA................
3'1 I I I I III I М I I I I III I I II
.........Т Т ТСА^ GGT.................
G Т Л • Т Неправильное спаривание
S.........AC .AAAAGTCCA..............
С -,111111111 II II II II II I I I I 1<-Репликационная .............Т
TTCACAGGT................ вилка
• Т
Рис. 20.11. Несколько модифицированная модель мутации сдвига рамки
Стрейзингера. А. Исходная молекула ДНК. Б. Возникновение разрыва. В.
Раскручивающий двойную спи-
новый синтез и восстановление двойной спирали
раль белок вызывает расхождение цепей и их неправильное воссоединение. Г.
Репаративный синтез заполняет брешь, возникшую на стадии В.
Большая часть изученных мутаций, вызывающих сдвиг рамки, обнаружена в
последовательностях, которые состоят из одинаковых оснований или пар
оснований (рис. 20.10). Джордж Стрейзингер предложил гипотезу
возникновения мутаций со сдвигом рамки, в соответствии с которой они
происходят в результате локальной диссоциации двойной спирали и
последующего неправильного ее восстановления в участках, содержащих
одинаковые основания (рис. 20.11). В соотвествии с этой гипотезой
действие мутагенов, сдвигающих рамки считывания, должно состоять в
облегчении образования таких неправильно реассоцииро-ванных участков или
в их стабилизации.
Мутагенез и репарация
Прокариотические и эукариотические клетки реагируют на повреждение ДНК
синтезом множества различных ферментов, которые обеспечивают
жизнеспособность клетки и устраняют повреждения ДНК. Этот ответ,
называемый SOS-репарацией, наиболее тщательно исследовали у Е. coli, у
которой, как известно, поврежденная ДНК активирует про-теазу Rec А, а та
в свою очередь инактивирует репрессор Lex А путем протеолиза (см. гл.
14). Инактивация этого репрессора приводит к индукции множества различных
генов, участвующих в SOS-репарации.
Удивительным следствием включения системы SOS оказывается значительное
увеличение частоты мутаций, несмотря на то что ДНК и так уже повреждена.
Лучше всего это можно показать, инфицируя облученные и не облученные
ультрафиолетом клетки Е. coli частицами фага, не подвергавшимися действию
ультрафиолетового излучения. Частота мутаций у потомства фагов,
инфицировавших облученные клетки, по
20. Мутации генов
Облучение бактерий
IagIct ст
Ч'
Ч/ V
¦_ _ CAG "GCT" СТ
Ч' Ц/ V
TAG
Уф
Ш ¦ ¦
тт
11
CAG GCT СТ
4S ч* V
L
CAG GCT СТ
Ч/ Ч/ V
из
м
AG
Е:
SAG GCT СТ
Ч* Ч' V т a g
М13 ат7НЗ T-TAT-TAG-GCG 1137 1146
tyr amb
CAG "GCT СТ
Ч* Ч* V
CAG TJCT СТ
ч/ 4^ V
Уф
Г^ст [
.d3
CAG15CT СТ
НА Ч^ V TAG
CAG GCT СТ
Ч' Ч* V
Т G А
М13 am 6 Н1 TT-GTT-TAG-GG 3061 3070
val amb
Рис. 20.12. Сравнение спонтанных и индуцированных ультрафиолетовым
облучением мутационных изменений путем анализа нуклеотидной
последовательности ревертантов двух amfter-мутантов фага М13. Две
мутантные последовательности изображены в нижней части рисунка. В опытах
использовали фаги, облученные или ультрафиолетом или гамма-лучами или не
