Биохимия клеточного цикла - Вольпе П.
Скачать (прямая ссылка):
В этом направлении уже ведутся исследования, но достоверных результатов пока не получено. Имеются более четкие, но все еще только предварительные данные о локализации «гомологичных» зон — зон специфического взаимодействия между клеточной ДНК и онкогенным вирусом [1, 39, 81, 82]. В этих работах в качестве маркера ДНК опять-таки было использовано неравномерное метилирование клеточной ДНК [39].
Очевидно, что интеграция возможна и в случае заражения онкогенным вирусом, содержащим РНК, —после образования комплементарной вирусной ДНК [86] при участии обратной транскриптазы [83—85]. В конце 60-х годов французские исследователи [87—89] установили, что в клеточной ДНК существуют последовательности, комплементарные онковирусной РНК.
Это открытие породило ряд умозрительных гипотез. Было даже высказано предположение, что онкогенные вирусы — это .не что иное, как продукты эволюции генома эукариот: ими могли бы стать отдельные фрагменты клеточной ДНК, получившиеся в результате спонтанных делений клеточного генома, дефектов рекомбинации, мутаций, вызванных облучением, и т. п.; некоторые из таких фрагментов без дальнейшего преобразования могли бы превратиться в ДНК-геномы опухолеродных вирусов, а другие — после предварительной транскрипции в РНК с помощью определенных транскриптаз — могли бы стать геномами подобного же рода вирусов, содержащих РНК.
Помимо очевидного теоретического интереса, связанного с гипотезой о таком пути биологической эволюции («от клетки к вирусу»), данные о естественной гомологии между онкогенной РНК и нормальной ДНК эукариот [87, 89] послужили основой для ряда экспериментов, имевших целью найти специфический локус взаимодействия между вирусным и клеточным геномами.
Метилированную ДНК клеток млекопитающего гибридизировали с РНК вируса саркомы Рауса [1, 39, 81, 82]. Как показал один из вариантов такого опыта (рис. 33), возможно, что РНК вируса находит гомологичные себе зоны главным образом в тех местах, где ДНК клетки метилирована [81]; во втором варианте опыта (рис. 34) данные о кинетике ассоциации клеточной ДНК
Рис. 33. Гибридизация метилированной ДНК из ядер печеночных клеток мыши с РНК вируса саркомы Рауса [81, 82]. Гибриды (с вирусной РНК) имеют двойную метку 3Н и 14С; контрольная ДНК (без вирусной РНК) несет только метку 3Н-5-метилцитозина. [Метилированная ядерная РНК (мол. вес. ~ 1 ООО ООО) — 50 мкг; вирусная РНК (мол. вес 9,6 * 106) — 50 000 имп/мин.]
Рис. 34. Кинетика гибридизации ядерной ДНК из печени мыши с РНК вируса саркомы Рауса [81, 82]. Вирусная РНК гибридизируется преимущественно с ДНК, содержащей повторы. [Ядерная ДНК— 50 мкг, вирусная РНК — 50 000 имп/мин.]
с онковирусной РНК показали, что гомологичная зона находится в последовательностях ДНК, характеризующихся определенной степенью повторности (Cot 1(Н— 10”2) [82].
Сопоставление результатов этих двух экспериментов позволяет высказать предположение, что наиболее вероятно взаимодействие онковирусов с регуляторными участками транскриптонов клеточной ДНК [1]. Действительно, эти регуляторные зоны не только содержат повторы [55], но и подвержены преимущественному метилированию [39]. Это не противоречит тому факту, что интеграция вирус-специфичной ДНК (продукта обратной транскрипции вирусной РНК) происходит в фракции эу-хроматина [90].
21. Эволюция и инволюция оперона
Полученные результаты неизбежно приводят к ряду соображений, касающихся не только молекулярных механизмов трансформации, но и теоретических вопросов относительно перехода от оперона одного типа (у прокариот) [91] к оперону другого типа (у эукариот) [55,92] и возможной «инволюции» отдельных оперонов в раковых клетках [!]•
Можно сформулировать в порядке обсуждения несколько общих положений.
1. Теперь уже известно, что у прокариот ген-регулятор представляет собой уникальную последовательность, расположенную вдали от группы соответствующих структурных генов [91]. Транскрипция всех этих генов приводит к образованию мРНК для аяорепрессора и полицист-ронной мРНК для ферментов определенного метаболического пути (рис. 35, А).
2. У эукариот, согласно выдвинутой гипотезе [55], в транскрипционной единице регуляторная зона примыкает непосредственно к структурной. Как полагают, регуляторная зона содержит повторы, а структурная состоит из уникальной последовательности. Так называемая гетерогенная РНК (НпРНК, или пре-мРНК) представляет собой копию обеих зон и после процессинга превращается
А -Оперон -»1 1
Ген-регулятор i 1
(отдаленный) 1 1
1 ‘ 1 - i@° i21 “ i у
111 Г % ' 'п
1 ^
т /
Полицистронная мРНК
Транскриптон
I Повторяющиеся Структурный ген I рееиляторные (смежный)
, и», гены I
?-Ш I------1—I hr------------------------Ь S'
Пр
Пре-мРНК П
\7 Поли-А
