Молекулярная биология гена - Уотсон Дж.
Скачать (прямая ссылка):
стррптомшнша Код считывается почти, сплошь происходят редко
юпрввпльно из-за присоединения стрептоми-
Рис- 13-13. Присоединение молекулы паолей-шш~ тРИК к комплексу рибосома — поли-(У) — стрептомицин
В данном случае стрептомицин нарушает считывание кода так, что присоединяется молекула изолеицин ~ тРНК, которая в ыорме присоединяется к кодону АУУ-
устойчивому В клетках, чувствительных к этому антибиотику, стрептомицин вызывает очень сильное нарушение считывания- Мутация. вызывающая устойчивость к стрептомицину, так изменяет рибосомы, что число ошибоь резко снижается, Однако их оказывается все же достаточно, чтобы нодавить ряд мутаций; так, благодаря им синтезируется некоторое количество активного фермента (рис 13 42).
Есть основания предполагать, что стрептомицин вызывает только определенные ошибки. Если в качестве матрицы используют поли(У), а рибосомы берут от чувствительного штамма, то чаще всего встречающаяся ошибка заключается в замепе фенилаланина (УУУ) изеденципом (А У У). Этот результат позволяет думать, что стрептомицин обычно вызывает замену только одного из трех нуклеотидов в кодоне УУУ (рис 13-43).
ГГИЫ СУПРЕССОРЫ НАРУШАЮТ ТАКЖЕ СЧИТЫВАНИЕ «ПРАВИЛЬНЫХ» ГЕНОВ
Мы видим таким образом, что гены-супрессоры нарушают считывание не только мутантных мРНК матриц В сущности говоря, они могут влиять на синтез всех клеточных бетков, а это значит, что большинство «супрессорных ошибок» должно возникать при считывании нормальных типов мРНК, т. е препятствовать синтезу полноценных белков Такие изменения но большей части не очень вредны для растущих клеток, так как нормального белка образуется намного больше, чем видоизмененного. Однако н пользы клетке от неактивного белка (как бы мало его ни было) разумеет ся, тоже нет. Поэтому в процессе эволюции гены-супрессоры обычно элиминируются, если только они не служат защитой от какой ннбхдь неблагоприятной мутации.
В настоящее время можно сделать одно общее предположение относительно функции супрессорных генов в норме. Ген становится супрессором в результате мутации До того как эта мутация произойдет, ген нормален и активен; он кодирует определенную тРНК, один из рнбпеомных белков или один из ферментов, участвующих в синтезе белка. В процессе эволюции продукт такого гена приобретает оптимальную конфигурацию для правильного считывания генетического кода. Если этот ген изменяется в результате мутации таким образом, что продукт мутировавшего гепа увеличивает частоту неправильного считывания, то этот юн становится супрессорным геном И только в том случае, если повышенная частота ошибок необходима для существования клетки, продукты мутантного гена будут иметь преимущество по сравнению с продуктами нормального гена
КОД, ПО ВСЕЙ ВЕРОЯТНОСТИ, УНИВЕРСАЛЕН
Полн(У) стимулирует включение фенилаланппа в бесклеточиых экстрактах из самых различных организмов, от бактерии до высших млекопитающих.. Точно так же во всех испытанных бесклсточных экстрактах (независимо от природы клеток) ноли(Ц) стимулирует включение пролнна. а нояи-(А) — включение лизина. Подобные указания на универсальность кода у современных организмов говорят о том, что гепетический код остался неизменным в теченио длительного периода эволюции. Одна ьо до тех пор, пока ие будут однозначно установлены все кодоны для нескольких организмов, это утверждение нельзя считать пн строго доказанным, пи опровергнутым. Мы вправе ожидать постоянства большей части кода. Рассмотрим, к чему могла бы привести мутация, изменившая генетиче-скии код Допустим, например, что подобная мутация измепила последо-
ватсльность в сериновой тРНК и молекулы этой тРНК взаимодействуют теперь уже не с кодоном УЦУ, а с кодоном УУГ. Эта мутация будет безус ловпо летальпой для гаплоидном клетки, содержащей только но одному гену для каждою типа тРНК, потому что в мутантной клетке нормальная сериновая тРНК синтезироваться не будет и серин перестанет включаться и надлежащие участки гютипептидиых цепей Даже ес ш бы клетка содержала более одного гена для каждого типа тРИК (т е. если бы это была диплоидная клетка), то и тогда мутация такого типа оказалась бы дчя нее летальпой, так как она привела бы к одновременной замене многих остатков фенилалапина серимом в большей части клеточных fie-т ков.
ВЫВОДЫ
Наиболее прямой путь для изучения генетического кода —- это наблюдения над синтезом белка в бесклеточной системе. Особенно удобна дли этих опытов та система, в которой запасы собственной мРИК истощены. Добавленно к экстрактам новой мРНК вызывает образование новых бет ков- Последовательность аминокислот в молекулах этих бе ikob определяется исключительно повой, добавленной извне мРНК. Например, при введении в систему РНК фага F2 синтезируются белки практически тождественные белку оболочки атого фага. 1аким образом PJIK, составляющая хеиетнчсскии матерная вируса, действует и как мРНК
Первым (и, вероятно, самым важным) этапом и расшифровке генетического кода было обнаружение того факта, что поли (У) специфически кодирует сиптез полифенилаланхша, т. е. что кодоном для фенилаланшю служит последовательность УУУ. Использование других синтетических полирибопуклеотидов, как гомогенных (например, поли(Ц))5 так и смешан ных (папример, поли(АУ)), позволило получить предваритотьные данные о целом ряде кодоиов для ра&тичных аминокислот.
