Кодоны количество

Заверщение трансляции С-цистрона первыми рибосомами приводит к тому, что в системе появляются свободные молекулы белка оболочки. По мере трансляции этот белок накапливается и в будущем будет вовлечен в самосборку готовых вирусных частиц. Однако он оказался обладающим также и другой функцией он имеет сильное специфическое сродство к определенному участку MS2 РНК между С- и S-цистронами, включающему инициирующий кодон S-цистрона. Соответственно, он присоединяется к этому участку и репрессирует инициацию трансляции S-цистрона. Вероятно, репрессия происходит вследствие стабилизации лабильной вторичной структуры, показанной на рис. 11, белком оболочки фага и получающейся отсюда недоступности инициирующего кодона S-цистрона. Следовательно, через сравнительно короткое время после того, как трансляция S-цистрона была разрешена трансляцией предшествующего цистрона, происходит репрессия инициации трансляции S-цистрона вследствие накопления белкового продукта трансляции предшествующего цистрона. В этих условиях рибосомы, уже начавшие трансляцию, продолжают ее и в конце концов заканчивают синтез соответствующего количества молекул субъединиц синтетазы. Ограниченного количества этого белка достаточно, чтобы образовать активные молекулы РНК-репликазы, которые начнут репликацию MS2 РНК. В то же время репрессия дальнейшего синтеза этого белка позволяет избежать ненужной суперпродукции фермента. Белок оболочки фага, являющийся репрессором S-цистрона, [c.235]

Имеется другая группа антибиотиков, которые воздействуют на связывание аминоацил-тРНК с А-участком рибосомы, но оказывают эффект совсем иного рода. Это так называемые аминогликозидные антибиотики, к которым относятся стрептомицин (рис. 97), а также неомицин, канамицин и некоторые другие. Антибиотики этой группы способствуют удержанию на рибосоме аминоацил-тРНК, не соответствующих кодону, установленному в А-участке рибосомы. В результате такого ложного кодирования синтезируются неправильные полипептиды, с большим количеством ошибок, что и приводит к цитотоксическому (бактерицидному) эффекту на клетки. Стрептомицин действует специфически на бактериальные 70S рибосомы, в то время как канамицин и неомицин могут индуцировать ложное кодирование также и на эукариотических 80S рибосомах. Главным местом связывания антибиотиков с рибосомой является, по-видимому, малая (30S или 40S) субчастица, хотя эффект зависит от взаимодействия обеих субчастиц и проявляется только на полной (70S или 80S) рибосоме. [c.168]

Таким образом, первоначальное количество информации низшего уровня (ДНК) уменьшается на более высоком уровне (белок). В данном случае это обусловлено особенностью триплетного кода живых организмов на планете Земля один и тот же аминокислотный остаток кодируется разными кодонами, причем общее число кодонов 4 = 64 больше числа аминокислот (их всего 20). На следующем уровне возможны замены некоторых аминокислот другими без существенных изменений свойств белка. Тем самым число действительно незаменимых аминокислот уменьшается (/V < 20), а количество информации /3 на этом уровне соответственно падает [c.401]

Двухбуквенный код, в котором используются нуклеотиды А, G, С и и и образуются 16 возможных кодонов, недостаточен для кодирования 20 аминокислот. При трехбуквенном коде образуются 64 комбинации за счет дополнительных усложнений в механизме специфичности, а это количество кодонов значительно больше, чем необходимо. Код, в котором специфичность определяется двумя первыми нуклеотидами, а третий дает лишь малый вклад и способен только различать число колец (одно в. случае Ру и два—в случае Pu) (а также в двух случаях различать А и G) в половине кодонов, порождает 26 комбинаций,, способных закодировать все аминокислоты, амиды и сигналы. Таким образом, для удовлетворения необходимых требований нужны лишь минимальные усложнения, связанные со специфичностью. По-видимому, не стоит применять такое прилагательное, как вырожденный , к столь совершенной системе. [c.46]

Константа плавления является тем параметром, который характеризует степень влияния вторичной структуры на процесс трансляции. Процедура определения этого параметра описана ниже. В качестве третьей группы параметров модели рассматривались длина мРНК и линейный размер рибосомы (т.е. количество кодонов МРНК, покрываемых одной рибосомой, принятое равным 26 110 ). [c.162]

Миллер, Лу и их сотрудники [145а, Ь] с успехом использовали супрессорные мутации и получили с их помощью около 300 мутантных типов Za -репрессорного белка Е. соИ. На первом этапе вводили атЬег-мутации приблизительно в 80 положений гена. Далее с целью клонирования мутантные гены переносили в эписомы (см. следующий раздел). Затем эти вирусоподобные эписомы использовали для заражения пяти штаммов бактерий, несущих супрессорные мутации, благодаря которым считывание кодона UAG (терминирующего) приводило к включению в белок различных аминокислот. Из этих инфицированных бактерий выделяли большие количества мутантных форм 1ас-репрессора. Оказалось, что многие мутации, локализованные вблизи от N-конца, влияют на связывание репрессора с ДНК, тогда как мутации, локализованные в центральной части, влияют на связывание с индуктором. [c.256]

Первое объяснения состоит в том, что рибосома может задерживаться на кодонах, соответствующих минорным (присутствующим в малых количествах) изоакцепторным тРНК (или, что менее вероятно, тРНК, обладающим низкой эффективностью узнавания кодонов и связывания с рибосомой). Анализы использования различных кодонов в мРНК показывают, что мРИК, кодирующие главные (в количественном отношении) клеточные белки, избирательно используют те [c.211]

РНК бактериофага MS2 содержит три цистрона, разделенных нетранслируемыми последовательностями, и один цистрон, перекрывающийся с двумя другими (см. раздел А. II. 4 и рис. 6). Ближе всего к 5 -концу этой лолицистронной мРНК расположен А-цистрон (1182 нуклеотидных остатка, включая терминирующий кодон), кодирующий А-белок, или белок созревания (393 аминокислотных остатка). Далее по направлению к З -концу следует С-цистрон (393 нуклеотидных остатка, включая терминирующий кодон UAA), кодирующий белок оболочки фага (129 аминокислотных остатков). Ближе всего к З -концу располагается S-цистрон (1638 нуклеотидных остатков, включая терминирующий кодон UAG), кодирующий субъединицу РНК-репликазы (544 аминокислотных остатка). L-цистрон (228 нуклеотидных остатков вместе с терминирующим кодоном UAA), кодирующий маленький белок лизиса (75 аминокислотных остатков), перекрывает не в фазе конец С-цистрона, нетранслируемую последовательность и начало S-цистрона. (Следует заметить, что при синтезе белка оболочки и субъединицы РНК-репликазы N-концевой метионин отщепляется, и поэтому количество аминокислотных остатков в готовом белке на один меньше, чем количество значащих кодонов матрицы.) [c.234]

Из трех терминирующих кодонов самым слабым является UGA. Он чаще всего может проскакиваться транслирующей рибосомой, по-видимому, за счет его узнавания триптофановой тРНК. В некоторых случаях этот терминирующий кодон специально используется в природе для того, чтобы в дополнение к основному белковому продукту, синтез которого завершается на этом кодоне, происходило образование небольших количеств другого физиологически важного белка из удлиненного полипептида. Такая ситуация наблюдается при трансляции РНК фага Q цистрон белка оболочки фага заканчивается терминаторным кодоном UGA, который время от времени проскакивается рибосомами, что приводит к синтезу небольших количеств значительно более длинного, чем белок оболочки, полипептида последний является необходимым продуктом трансляции фаговой РНК, так как требуется для сборки полноценной (инфекционной) фаговой частицы. [c.266]

Регулируемые терминаторы бактерий называют аттенюаторами (ослабителями). Впервые обнаружен и лучше других изучен аттенюатор триптофанового оперона Е. соИ. Этот оперон состоит из пяти генов, кодирующих ферменты биосинтеза триптофана. Регуляцию осуществляют две системы, чувствующие потребность клетки в триптофане. Первая система влияет на эффективность инициации на промоторе оперона. Репрессор триптофанового оперона в комплексе с триптофаном присоединяется к оператору, расположенному перед стартовой точкой транскрипции в районе —10 , и стерически препятствует РНК-полимеразе присоединяться к промотору. Таким образом, при избытке триптофана оперон репрессирован. В отсутствие триптофана репрессор теряет способность связываться с оператором, в результате чего оперон индуцируется. Эту систему дополняет регуляция в аттенюаторе, расгГоложенном на расстоянии 180 п. н. от стартовой точки транскрипции внутри <оидерной последовательности, предшествующей инициирующе.му кодону первого структурного гена. В условиях избытка триптофана лишь одна из десяти молекул РНК-полимеразы, начавших синтез РНК на триптофановом промоторе, преодолевает этот терминатор и переходит в область структурных генов. При уменьшении количества триптофана доля молекул РНК-полимеразы, преодолевающих аттенюатор, возрастает. [c.158]

Следовательно, каждому нуклеотиду соответствует свой антинуклеотид, а каждому триплету — свой комплементарный антитриплет или антикодон. При комплементарном соединении кодонов ДНК с соответствующими антикодонами образуется вторая молекула ДНК, равная по длине цепочки и количеству нуклеотидов первой. Они образуют так называемую двойную спираль, в таком состоянии цепи молекулы ДНК могут оставаться значительное время. Комплементарная цепь ДНК может образоваться только в том случае, если в среде имеется достаточное количество свободных нуклеотидов и фермент ДНК-по-лимераза (рис. 18). Этот фермент катализирует синтез межну- [c.43]

Что касается тихих мутаций класса б, то они играют существенную роль в эволюции. Кодирование одной и той же аминокислоты разными кодонами оказывается свойственным не только разным организмам, но и разным клеткам одного и того же организма. Это определяется, по-видимому, различиями в количествах соответствующих тРНК. Тем самым такие мутации имеют регуляторное значение. Совместно вырожденные кодоны могут мутировать по-разному. Так, например, мутация УУГ (Лей)->-УУА (Лей) не меняет остатка. Но вероятность терминальной мутации УУА равна 0,077, а для УУГ равна 0,049 (табл. 8.11). [c.286]

Если частота использования кодонов у чужеродного гена отличается от таковой у организма-хозяина, то проблему нехватки специфических аминоацил-тРНК можно решить, синтезировав часть гена-мишени или даже весь ген с более близким к хозяйскому организму набором кодонов. Так, в одном из исследований было показано, что количество стрептавидина, образу-юшегося при экспрессии синтетического гена с ОС-содержанием 54%, было в 10 раз больше, чем при экспрессии природного гена с СС-содержанием 69%. Однако этот подход довольно сложен и может применяться лишь в редких случаях. [c.129]

Чтобы получить какой-то белковый продукт, необходимо обеспечить правильную транскрипцию кодирующего его гена и трансляцию соответствующей мРНК. Для инициации транскрипции в нужном сайте необходим промотор, а для ее остановки - терминирующий кодон. Клонированный ген часто бывает лишен таких сигнальных последовательностей, и для его экспрессии в прокариотической клетке-хозяине нужно обеспечить и то, и другое. Кроме того, поскольку для решения большинства биотехнологических задач белок должен образовываться в больших количествах, необходимо использовать промотор, который позволял бы получить высокий уровень транскрипции (сильный промотор) и распознавался РНК-полимеразой хозяйской клетки. Постоянная транскрипция клонированного гена истощает энергетические ресурсы хозяйской клетки, поэтому нужно использовать промоторы, работу которых можно регулировать либо с помощью специфических низкомолекулярных соединений, либо изменением температуры. [c.130]

Методы генетической инженерии стали важным инструментом биохимических исследований. В частности, они не только открыли возмогкность получения значительных количеств ранее мало доступных белков, в том числе эукариотических, но и возможность внесения направленных точечных изменений в первичную структуру белков, т.е. закхены одного определенного аминокислотного остатка на любой другой произвольно выбранный аминокислотный остаток (в пределах 20 аминокислот, из которых могут строиться полипептидные цепи при трансляции). Это достигается путем замены соответствующего кодона в ге1ю, программирующем исследуемый белок. Такая процедура называется сайт-специфичным мутагенезом. [c.305]

Транспортные РНК. Большое внимание, которое привлекают к себе в последние годы транспортные РНК, обусловлено тем, что они представляют собой, по существу, отдельные элементы, составляющие генетический словарь. Интерес к ним особенно усилился после выдающейся работы Холли, которому в 1965 г. удалось полностью расшифровать первичную структуру (т. е. нуклеотидную последовательность) одной из аланиновых s-PHK дрожжей Суммируя вкратце некоторые наиболее важные структурные характеристики молекул s-PHK (см. гл. V), можно сказать, что эти сравнительно небольшие и поэтому легко растворимые в воде полирибонуклеотиды весьма однородны по своим размерам (приблизительно 70—80 нуклеотидных остатков). Помимо четырех обычных оснований они содержат такн е в относительно большом количестве редкие, или минорные, основания, в частности различные метилированные основания и псевдоуридии. Модификация обычных оснований происходит, по-видимому, уже после их включения в полимерную структуру. Несмотря на присутствие редких оснований, для молекул S-PHK характерны высокая степень комплементарности и выраженная вторичная структура, особенно в присутствии ионов Mg +. Возможно, что число различных видов s-PHK совпадает с числом смысловых кодонов. В некоторых случаях (нанример, в случае лейцина) оказалось возможным приписать те или иные фракции s-PHK к отдельным кодонам выяснилось, что данная фракция s-PHK поставляет активированную аминокислоту только в ответ на совершенно определенный кодон и ни на какой другой. [c.522]

Полярные мутации часто приводят к появлению бессмысленного кодона (прерывающего трансляцию) поэтому они часто являются супрессибель-ными. Количество синтезируемой т-РНК зависит от положения полярной мутации в пределах оперона чем дальше от оперона находится мутантный участок, тем большая часть оперона транскрибируется. [c.538]

Попытки расшифровать код этим способом были начаты в 1960 г. Х. Виттманом, А. Цугитой и X. Френкель-Конратом. В их работе были исследованы белки мутантов вируса табачной мозаики. Опыты с этим вирусом будут подробно рассмотрены в следующей главе, а пока достаточно сказать, что он состоит из молекулы нуклеиновой кислоты, окруженной оболочкой из 2150 одинаковых молекул белка, каждая из которых содержит 158 аминокислотных остатков. К 1960 г. первичная структура этого белка (фиг. 217) уже была выяснена. С целью получить набор различных аминокислотных замещений в мутантных белках, были выделены большие количества спонтанных и индуцированных мутантов вируса табачной мозаики. Нафиг. 217 представлены различные замены аминокислот, выявленные в полученных мутантах. Следует отметить, что почти во всех случаях у одного мутанта была замещена только одна аминокислота, что впервые строго доказало постулат о неперекрываемости генетического кода, т. е. что каждый нуклеотид входит в состав только одного кодона. [c.434]

Поскольку получение нужных количеств всех 64 тринуклеотидов, перечисленных на фиг. 216 (многие из которых к тому времени уже имелись у Кораны), было относительно простой задачей, а также благодаря легкости опытов по специфическому связыванию тРНК вся дальнейшая работа по полной расшифровке кода заняла всего один год. Примерно для десятка тринуклеотидов, однако, результаты опытов по специфическому связыванию были либо отрицательными, либо нечеткими (т. е. связывания или вообще не наблюдалось, или связывалось более одной аминоацил-тРНК) в таких случаях для окончательного выяснения смысла кодона пришлось использовать другие методы. [c.440]

Структура бессмысленных кодонов была выяснена в 1965 г. К этому времени подавляющему большинству триплетов кодовой таблицы был приписан определенный смысл, так что стало ясно, что число бессмысленных кодонов, не кодирующих никакой аминокислоты, должно быть невелико. Среди кодонов, смысл которых еще не был выяснен, были УАА, УАГ и УГА. Гарен и Бреннер использовали одинаковые подходы для выявления бессмысленных кодонов. Оба исследователя изолировали большие количества обратных мутантов — Гарен из /гоп5еп5е-мутанта по гену [c.454]

С помощью генетических скрещиваний, проводимых путем конъюгации и трансдукции между бактериальными штаммами, содержащими разные супрессоры, было установлено положение этих пяти супрессорных генов на генетической карте хромосомы Е. соН. Как видно из данных, представленных в табл. 29, эти пять генов расположены в трех отстоящих далеко друг от друга участках хромосомы. Эффективность каждого из этих супрессоров можно определить, измерив, до какой степени восстанавливается синтез интактных полипептидных цепей, определяемых геном, содержащим бессмысленный кодон. Например, Бреннер сравнил относительные количества полноценного белка головки фага Т4, синтезирующе- [c.456]

Следовательно, можно предположить, что рибосома способна непосредственно или опосредованно осуществлять корректирующее прочитывание , различая правильные и неправильные кодон-антикодоновые пары, усиливая в результате относительно слабые первоначальные различия между разными кодон-антикодоновыми парами. Предположим теперь, что не существует специфичности при первоначальном контакте между тройным комплексом аминоацил-тРНК -EF-Tu GTP и рибосомой. При условии что любой комплекс независимо от природы входящей в его состав тРНК способен попасть в участок А, количество неправильных взаимодействий должно намного превышать количество правильных. Поэтому необходимо существование некоего механизма, ответственного за стабилизацию правильной аминоацил-тРНК, позволяющего соответствующей аминокислоте выступать в роли акцептора для присоединения полипептидной цепи в реакции транспептидации. [c.114]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология