Молекулярная биология гена - Уотсон Дж.
Скачать (прямая ссылка):
Ключ к пониманию столь странного результата дали нсс ледоваипп последовательности осповахши 5'-конца триптофановой мРНК Обнару жилось, что промотор и оператор отделены от trp Е участком дчнпои в 101 пару оснований. Этот участок (лидер) содержит ослабляющую последовательность, или аттепуатор (в положениях 123—150), на которой примерно 90% молекул РНК-полнмеразы прекращают элонгацию, в результате чего образуется большое число фрагментов длиной в 140 пар нуклеотидов
Рис 14-19 Положение нетранслир.уемох'о уча R прямоугольной рамке участии симметрии
стна считываемого в начале мРИК (лидера), второго порядка в последовательности, где
огиоентельно структурных генов в триптофа- РНК-аолимерааа прекращает синтез^; РНК
новом опероне Е coli. (в аттснуаторе)-
(рис. 14 19) Хотя некоторая часть молекул PIIK полимеразы проходит через аттенуатор, это событие становится часть™ только при действии иа него особого регулятора. Детальный механизм этого молекулярного сигнала пока неизвестен, хотя выяснено, что вероятность прохождения РНК полимеразы через аттенуатор обратно пропорциональна содержа нню триптофана Количество триптофана влияет каким-то образом (непосредственно или косиепно) иа регуляцию, осуществляемую триптофапо-вым репрессором, и регуляторный механизм, действующий в области аттенуатора. Очевидно, сосуществование двух различных регуляторных участков позволяет ботее тонко регулировать внутриклеточный уровень триптофана путем двухэтаппого ответа иа постепенно увеличивающуюся нехватку триптофана перионачальпая реакция заключается в том, что репрессор перестает связываться с оператором; более тяжелое триптофано-вое голодание приводит к ослаблению действия аттенуатора
До сих пор неясно, как считывается аттенуатор в норме Из-за того что он очень богат АТ-парами (рнс 14 19), он, возможно, не требует участия р-фактора (см. стр 287), хотя в последнее время получены косвен ные генетические данные, свидетельствующие о том, что р фактор может участвовать в терминацин в области аттенуатора. Как бы то ни было, в блокировании действия аттенуатора может участвовать какой-то апхи терминирующий белок (аити-р?), специфичный к данному аттенуатору. Видимо, уместно вспомнить, что имеются падежные даппые о существовании белка-антитерминатора, играющего ключевую роль в транскрипции фага Я (стр. 415) Вполне возможно, что по море изучения новых оперонов обнаружится много других примеров регуляции по тому же механизму, что и в триптофановом опероне. Уже имеются данные о существовании ослабляющих участков — аттенуаторов, расположенных перед первыми структурными генами в гнетидиновом и пзолейцин-валиновом оперонах.
До сих пор не установлено, играет лн РНК, синтез которой прекращается в области аттепуатора, какую-нибудь функциональную роть Имеются косвепные данные, указывающие на то, что эта РНК может коди ровать полипептид длиной около 40 аминокислот: в начале этой РНК расположен участок сильного связывания рибосомы, содержащий инициирующий кодон ДУГ Таким образом, большое катпчество этой короткой РНК может сиптовироваться в ответ на существующую потребность в ботьших количествах яаднруемого ею короткого пептида по сравнению с полипептидами, непосредственно участвующими в биосинтезе триптофана По всей вероятности, короткий потипеитид может действовать подобно «N» белку фага Я (стр 415), который кодируется сходной последовательностью ДПК, предшествующей собственно гену, и действует как специфический аптитермпнатор
БЕЛКИ КОДИРУЕМЫЕ ПОЛИЦЙСТРОННОЙ МОЛЕКУЛОЙ мРНЬ,
МОГУТ СИНТЕЗИРОВАТЬСЯ В РАЗНЫХ КОЛИЧЕСТВАХ
Белки, кодируемые одпой и той же полицистрониои молекулой мРНК, нередко требуются клетке в неодинаковых количествах, и этим, по-видимому, также объясняются колебания в содержании различных к юточных белков. Проиллюстрируем это положение на примере белков тяктозного оперона Дело в том, что в клетке синтезируется гораздо больше молекул р-галактозпдазы, чем галактозндпермеазы и гатактозидацетплазы. Они образуются в соотношении 1 г 1/8 */5 Это может означать, что рибосомы прикрепляются к разным начальным точкам трансляции данной моло кулы мРНК с различной скоростью в зависимости от начальпой последовательности оснований Другая возможность состоит в том, что они прикрепляются только к участку начала трансляции гена р-галактозидазы,
а трансляция двух последующих генов зависит от частоты, с которой рибосома отделяется от матрицы после прочтения сигнала терминацпи полипоптидной цопи. Последняя гипотеза прекрасно согласуется с наблюдением, что ген р-галактозидазы транслируется чаще всего, а ген ацети-лазы — реже всего. Еще один фактор, который, очевидно, должен влиять на трансляцию,— существование кодонов, для которых соответствующие тРНК имеются в ограниченных количествах. По всей вероятности, в местах расположения таких кодонов рибосомы останавливаются в ожидании столкновения с необходимой тРНК. Однако следует отметить, что до сих пор нет доказательств существования таких тГНК Как бы то ни было, разумно предположить, что существуют какие-то механизмы, обеспсчи кающие различную скорость считывания на разных участках однои и той же молекулы мРНК. Согласованное образование метаболически близких ферментов, безусловно, дает клетке большие преимущества', вместе с тем нет никаких оснований утверждать, что прн этом образуются одинаковые количества молекул этих ферментов Образование одних н тех же количеств разных ферментов было бы полезно только в том случае, если бы удельные каталитические активности (число оборотов) близких ферментов были одинаковы- Одпако значепия числа оборотов различных ферментов сильно варьируют.
