Код генетический считывание информации

Транскрипция является первой стадией реализации (считывания) генетической информации, на которой нуклеотидная последовательность ДНК копируется в виде нуклеотидной последовательности РНК. В основе. механизма копирования при транскрипции лежит тот же структурный принцип комплементарного спаривания оснований, что и прн репликации. Транскрипция осуществляется ферментами РНК-полимеразами, синтезирующими РНК на ДНК-мат-рице из рибонуклеозидтрифосфатов. [c.133]

Фиг. 94. Гипотетическая последовательность оснований в ДНК, показывающая, что генетическая информация записана триплетами. При выпадении одного основания (вторая строка) считывание кода нарушается. Считывание кода может быть восстановлено, если где-то поблизости от выпавшего основания включится новое основание (третья строка). Информацию можно прочесть и в том случае, если включится целых три основания (нижняя строка).

Мутация со сдвигом фазы — мутация, возникающая в результате появления в генетическом тексте лишнего азотистого основания. Считывание информации при такой мутации происходит со сдвигом на одно основание. Если на каком-то расстоянии от лишнего основания произойдет деление другого основания, то первоначальный генетический текст восстанавливается, однако участок между вставкой и делецией продолжает считываться со сдвигом. [c.61]

Спонтанные изменения генетической природы организма — продуцента основаны на процессах рекомбинации генетического материала in vivo (амплификация, конъюгация, трансдукция, трансформация и пр.). Для вьщеления из природных популяций высокопродуктивных штаммов микроорганизмов используют методы селекции, т. е. направленного отбора организмов со скачкообразным изменением геномов. Методы слепого многоступенчатого отбора случайных мутаций чрезвычайно длительны и могут занимать целые годы. Для возникновения мутаций интересующий ген должен удвоиться 10 —10 раз. Более эффективен метод искусственного повреждения генома. Таким методом является индуцированный мутагенез, основанный на использовании мутагенного действия ряда химических соединений (гидроксиламин, нит-розамины, азотистая кислота, бромурацил, 2-аминопурин, алки-лирующие агенты и др.), рентгеновских и ультрафиолетовых лучей. Мутагены вызывают замены и делеции оснований в составе ДНК, а также индуцируют мутации, приводящие к сдвигу рамки считывания информации. [c.33]

В современной биологии широко используется термин наследственная (генетическая) информация . Под этим термином следует понимать специфические особенности структур и функций, которые могут передаваться от одного элемента живой системы другому. В теориях информации оперируют понятиями кодирование (код) и декодирование . Код — условная система записи, т. е. запись, состоящая из информационных элементов, временно заменяющих действительные структуры или взаимодействующие системы. При декодировании происходит перевод сообщений с языка кода на язык действий этот процесс иначе называется считыванием информации. С помощью кода (кодирования) производится запись информации и ее хранение. Информацию можно размножать, копировать. [c.57]

Обнаружено, что на точность считывания генетической информации оказывают влияние условия работы рибосом. Например, при повышении содержания ионов магния в рибосоме нарушается нормальное считывание генетического кода. На качественный и количественный состав синтезируемого белка влияет взаимодействие между генами. [c.136]

Природа гена-оператора скрывает в себе еще много неясного. Известны мутанты по этому гену. Предполагается, что ген-оператор включает и выключает считывание генетической информации. Пока еще не пришли к единому мнению относительно того, действительно ли ген-оператор — это самостоятельный ген, стоящий перед геном Si, или же это всего лишь начальный участок гена Sj. Одно можно сказать наверняка перевод гена-оператора в, положение включено или выключено определяется извне, а не самим геном. [c.274]

Вирусы настолько просты, что обходятся без собственного аппарата считывания наследственной информации и использования ее для синтеза белков. Они существуют лишь потому, что паразитируют на организмах, обладающих клеточным строением (бактериях и эукариотах) и аппаратом матричного копирования генетической информации и синтеза белков, который вирусы и используют для собственного воспроизведения. В результате их многогранной деятельности люди болеют гриппом, корью, свинкой, полиомиелитом (детским спинным параличом), бешенством, СПИДом, оспой и т. д. Животные и растения, в том числе домашние, тоже страдают (и нередко погибают) от вирусных заболеваний. [c.90]

Такой удивительный способ самовоспроизведения обусловлен универсальностью генетического кода — единой системой кодирования (и считывания) наследственной информации, свойственной всем известным живым организмам. Если бы код вируса отличался от кода хозяина, тот не мог бы синтезировать нужные ему макромолекулы. [c.90]

Крик и Бреннер предположили, что подобный эффект мутации сдвига фазы считывания может быть подавлен в результате второй мутации противоположного знака, возникшей вблизи первой мутации, т. к. в этом случае должна восстановиться правильная фаза считывания генетической информации. Однако последовательность нуклеотидов, заключенная меж-уд первой и второй мутациями, будет по-прежнему транслироваться со сдвигом фазы и, следовательно, приводить к формированию аминокислотной последовательности, отличающейся от последовательности в соответствующем фрагменте белка дикого типа. [c.445]

Конечная цель генетического анализа выявить различия на уровне ДНК, т.е. идентифицировать мутантный сайт. Последовательность нуклеотидов в ДНК содержит информацию для последовательности аминокислот в полипептидной цепи. Вот почему, если прямой анализ на уровне ДНК невозможен, определяют различия на уровне аминокислотной последовательности белков, а по ней уже судят о перестройке на уровне ДНК. Впервые это было осуществлено для гемоглобинов (разд. 4.3). Впоследствии такой анализ позволил сделать вывод о перестройках в ДНК, кодирующих другие белки. Оказалось, что у большинства мутантных белков в определенном положении одна аминокислота замещена на другую в результате замены нуклеотида в соответствующем кодоне. Обнаружены и другие перестройки делеции, сдвиг рамки считывания и нонсенс-мутации (разд. 4.3, 5.1). В этом случае генетический вариант [c.230]

Проблемы механизмов переноса, перераспределения и экспрессии генетических признаков, долгое время не находившие решения, с начала 50-х годов перешли на молекулярный и химический уровни. Как реплицируются и рекомбинируют молекулы ДНК Каким образом они сохраняются в последующих поколениях Каким способом информация, закодированная в ДНК, обеспечивает образование фенотипических продуктов-белков Как регулируется считывание информации, закодированной в ДНК, в процессе роста клеток или развития организма и при других физиологических состояниях Как нарушаются эти процессы при заболеваниях Эти и еще многие другие вопросы стояли в центре молекулярно-генетических исследований в течение последних 35 лет. Бурный прогресс в первые 20 из них был достигнут благодаря использованию систем прокариот и связан с цпен-тификацией молекулярных структур, участвующих в процессах хранения, поддержания, передачи и использования генетической информации. [c.30]

Делеции и инсерции, длина которых не кратна трем нуклеотидам, нарушают нормальное считывание генетической информации, в результате чего синтезируются нефункциональные цепи глобина. В различных популяциях обнаружено семь подобных мутаций, вызывающих р°-талассемию (табл. 4.17). [c.91]

Эти четыре универсальных свойства генетического материала можно выявить у любого организма. В основе их лежат свойства ДНК — линейного полимера, молекулы которого имеют дискретные размеры. Каждая хромосома — это непрерывная молекула ДНК, способная к воспроизведению при наличии в ней участка (или участков) — начала репликации. Генная дискретность выражается благодаря различному чередованию нуклеотидов в разных участках ДНК, а также благодаря специфическим сигналам — сочетаниям нуклеотидов, обозначающим начало и конец считывания генетической информации, т. е. благодаря определенным регуляторным последовательностям (см. гл. 16, 17). [c.259]

То, что опероны отсутствуют у эукариот, согласуется и с особенностями считывания у них генетической информации. Есть указания на то, что рибосомы эукариот, как правило, не могут повторно инициировать синтез белка на одной и той же молекуле иРНК, т. е., встретив однажды кодон-терминатор, они уже не реагируют на последующие кодоны-инициаторы. [c.482]

Три гена полимеразы отвечают более чем за половину генетической информации в геноме вируса гриппа. С помощью техник рекомбинантной ДНК была определена полная последовательность всех трех генов полимеразы вирусов гриппа А [7, 8, 27, 36, 58, 69]. Ген РВ1 штаммов WSN, A/NT/60/68 и PR/8 длиной в 2341 нуклеотид с первым АУГ в 25-м положении и открытой рамкой считывания из 2271 нуклеотида (в 25—2295-м положениях) кодирует 757 аминокислот. Кодируемый белок РВ1 основный, с м.м. 96 500. Ген РА штаммов PR/8 и A/NT/60/68 состоит из 2233 нуклеотидов [c.252]

По представлениям, введенным в науку Ф. Жакобом и Ж. Моно (1960, 1961), ген-оператор и ряд структурных генов, расположенных рядом в линейной последовательности, составляют о пер он. Оперон является единицей считывания генетической информации, т. е. с каждого оперона снимается своя молекула информационной РНК. [c.137]

Вообще говоря, в реакциях наследственной тактической со оли-меризации могут участвовать мономерные единицы двадцати видов, кодовая запись которых осуществляется путем составления сочетаний по три (из четырех возможных) значения упомянутых выше четырехзначных переменных таким образом, чтобы вырождение 5ыло возможно. Генетический код представлен ниже обозначения фенилаланин , лейцин и т. д относятся к соответствующим мономерным единицам, участвующим в сополимеризации, или, говоря более конкретно, представляют собой названия различных аминокислот (структура небольшого фрагмента полипептидной цепочки была показана ранее в разделе 11.14). В схеме против сочетания AUG записано метионин и в скобках инициатор . Это означает, что если даже тРНК и несет какую-либо информацию, последняя остается бесполезной до тех нор, пока в цени не встретится последовательность типа AUG, и лишь после этого может начаться считывание информации. Другими словами, последовательности AUG являются тем кодом, который инициирует полимеризацию метионина [c.142]

На фоне расшифровки последовательностей нуклеотидов в геноме стало очевидным, что функционирует он как сложная система с множеством обратных связей, а не как простое считывание информации с цепочки бусинок-генов . И регуляторная иерархия весьма динамична, она может меняться при делении соматических и зародышевых клеток. Некоторые дополнительные механизмы, о которых ученые давно догадывались, приводят к наследственным стабильным изменениям экспрессии генов без изменения нуклеотидной последовательности в ДНК (их назвали эпигенетическими). Накопленные генетиками факты о межгенных взаимодействиях и их роли в происхождении болезней, в понимании корреляций между генотипом и фенотипом, позволяют совершенно по-новому оценить генетическую регуляцию функций. И этим будет занята генетика человека в будуш ем. [c.144]

Совершенно другой подход использовали Г. Стрейзингер, А. Цугита и их сотрудники. Их опыты также подтвердили предположение, что трансляция мРИК происходит со стороны 5 -конца в направлении З -конца полинуклеотидной цепи. В этой работе было исследовано влияние мутаций сдвига фазы считывания в гене лизоцима бактериофага Т4 на первичную структуру белка лизоцима. Как следует из работы Крика и Бреннера по изучению общей природы генетического кода (гл. XIII), мутации сдвига фазы считывания возникают в результате включения или выпадения одного нуклеотида в ДНК и, следовательно, приводят к тому, что, начиная с мутировавшего сайта, вся информация считывается неправильно. [c.445]

Считывание генетического кода при помощи какого бы то ни было механизма должно начинаться с определенной точки для того, чтобы информация была правильной. Так, например, последовательность СААСААСААСАА кодирует четыре аминокислотных остатка лейцина, если считывание начинается с крайнего левого С (цитидина). Если же оно начинается со следующего нуклеотида (т. е. А), это будет код для трех остатков валина. Наконец, если начинать с третьего слева нуклеотида (тоже А), мы получим последовательность трех цистеиновых остатков. [c.485]

Расположение азотистых оснований в ДНК служит кодом, определяющим последовательность аминокислот в различных белках. Строительство белков осуществляется с помощью третьей макромолекулы, в которой отпечатывается (считывается) информация, закодированная в ДНК. Эта молекула называется информационной или матричной рибонуклеиновой кислотой (мРНК). В точке репликации двойная цепь расплетается и начинается считывание кода с образованием РНК. Для построения РНК используются те же азотистые основания, что и для ДНК, т.е. аденин (А), цитозин (С) и гуанин (О), но тимин (Т) заменен урацилом (и). Это несущий информацию мостик между геном ДНК и нужным белком. Каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами. Например, последовательность ССО означает аминокислоту пролин, а САУ в генетическом словаре соответствует гистидину. [c.116]

Что же такое ГПГ Напомним, что вся информация об организме — от бактерии до человека — хранится (точнее, кодируется) в его ДНК. Знаменитая двойная спираль молекулы ДНК состоит всего из 4 оснований А (аденин), Т (тимин), Г (гуанин) и Ц (цитозин). Две нити ДНК связаны углеводородными мостиками , соединяющими между собой (по принципу ключ — замок ) соответствующие друг другу по химическому строению концы оснований (А — Т и Г — Ц). Допустим, нить ДНК представлена последовательностью ТТТАТТГТТГЦТ. Разобьем ее на слова из трех букв ТТТ АТТ ГТТ ГЦТ — это и есть генетический код, в котором каждое слово (триплет, или кодон) кодирует определенную аминокислоту. Так, выбранная последовательность кодирует короткий пептид (небольшой белок) из четырех аминокислот фенилаланина, изолейцина, валина и аланина. Когда говорят об экспрессии генов (реализации в клетке закодированной в ДНК информации), подразумевают, что кодоны считываются специальными ферментами клетки с образованием промежуточной информационной молекулы и-РНК (этап транскрипции), считывание триплетов которой (этап трансляции) происходит в рибосомах с образованием белков. [c.81]

Успехи биохимической науки в значительной мере определяют не только современный уровень развития медицины, но и ее дальнейший прогресс. В настоящее время одной из основных задач биохимии и молекулярной биологии становится решение проблемы исправления дефектов генетического аппарата. Радикальная терапия наследственных болезней, связанных с мутационными изменениями тех или иных генов, ответственных за синтез определенных белков и ферментов, в принципе возможна лишь путем трансплантации синтезированных in vitro или выделенных из живых организмов аналогичных здоровых генов. Весьма сложной, но заманчивой идеей является овладение механизмами регуляции считывания генетической информации, заложенной в полинуклеотидной последовательности ДНК, и расшифровки молекулярных механизмов дифференциации клеток. Проблема терапии ряда вирусных заболеваний, особенно лейкозов, вероятно, не будет решена до тех пор, пока не станет полностью ясен механизм взаимодействия вирусов (в частности, онкогенных) с инфицируемой клеткой. В этом направлении интенсивно ведутся работы во многих лабораториях мира. Выяснение картины жизни на молекулярном уровне не только позволит полностью понять происходящие в организме процессы, но и откроет новые возможности создания эффективных лекарственных средств предотвращения преждевременного старения, сердечно-сосудистых заболеваний, поиска способов продления жизни и др. Наряду с вышеперечисленными следует отметить и другие важные направления биохимии [c.22]

Правила перевода последовательности полинуклеотидов в аминокислотную последовательность белков - так называемый генетический код - были расшифрованы в начале 60-х годов. Оказалось, что последовательность нуклеотидов молекулы мРПК - посредника при передаче информации от ДПК к белку - считывается по порядку группами из трех нуклеотидов. Каждый триплет нуклеотидов, или кодон, определяет включение одной аминокислоты, и в принципе каждая молекула мРПК может быть прочитана в любой из трех рамок считывания в зависимости от того, с какого именно нуклеотида молекулы начался процесс декодирования (рис. 3-14). Почти всегда лишь одна из трех рамок считывания дает функциональный белок. Так как, за исключением начала и конца кодирующего участка, информация записана в РПК без знаков препинания, рамка считывания устанавливается при инициации трансляции и сохраняется на протяжении всего процесса [c.132]

СТО оказываются миссенс-мутациями (мутациями с изменением смысла), в которых последовательность кодирующего триплета оснований после замены кодирует уже другую аминокислоту. Вследствие вырожденности генетического кода аминокислота, кодируемая мутантным геном, часто оказывается сходной с той, которая кодировалась родительским триплетом, в результате чего формируется фенотип ( leaky ) лищь с частично нарушенной функцией (определяемой обычно белком). Такие штаммы имеют тенденцию спонтанно ревертировать к родительскому типу, проявляя таким образом генетическую нестабильность и частичную физиологическую неполноценность. Значительная часть мутаций с заменой оснований представляет собой нонсенс-мутации (бессмысленные мутации), характеризующиеся тем, что кодирующий какую-либо аминокислоту триплет превращается в триплет, не кодирующий никакой аминокислоты. В этом случае синтез соответствующего белка прерывается на измененном триплете, а образующийся незавершенный фрагмент белковой молекулы, как правило, не способен выполнять предназначенной исходному белку функции. Поэтому нонсенс-мутации фенотипически выражены, а способность ревертировать у них сохраняется. Мутации со сдвигом рамки возникают в случае вставки или делеции одного или нескольких оснований в молекулу ДНК- При этом происходит сдвиг рамки при считывании закодированной информации и как следствие — изменение последовательности аминокислот в белке мутантного штамма. [c.10]

Получение моноклональных антител к полипептидному продукту генетически охарактеризованной открытой рамки считывания (ОРС) открывает широкие возможности для иммунохи-мического и функционального анализа такого продукта. Этот метод сложнее, чем описанный в предыдущей главе метод получения поликлональных антител к продукту ОРС, и должен рассматриваться скорее как дополнительный, а не альтернативный подход. Общая схема получения и использования моноклональных антител приведена на рис. 6.1. Мы настоятельно рекомендуем каждому исследователю получать и поликлональные, и моноклональные антитела. Основные преимущества моноклональных антител, а именно возможность получения их в неограниченном масштабе и высокая специфичность, очень существенны в том случае, когда возникает необходимость в углубленном исследовании продукта ОРС, а не просто в его выявлении. Наличие моноклональных антител облегчает количественный анализ продукта ОРС и часто дает возможность быстро получать его в биологически активной форме. Специфичность моноклональных антител также может быть использована для тонкого картирования их участков связывания (эпитопы) па молекуле полипептида — продукта ОРС эта информация дополняется данными о способности антител усиливать или подавлять биологическую активность продукта ОРС. [c.171]

Если число нуклеотидов, утраченных при делеции, не кратно трем, то на участке гена, расположенном за делецией, смысл считываемой генетической информации полностью меняется-в результате возникает совершенно новая аминокислотная последовательность (мутации сдвига рамки считывания). В некоторых случаях образующиеся при этом глобиновые полипептиды удается идентифицировать. Оказалось, что мутация гемоглобин Wayne (рис. [c.84]

Бейли и его сотрудники рассмотрели заманчивую возможность того, что высокие концентрации соли вызывают неправильное считывание генетического кода, специфически приводящее к образованию большего количества кислых аминокислот и мепь-щего количества основных. Однако эксперименты с использованием ряда синтетических мРНК показали, что значение кодонов в основном одинаково как у галофильных, так и у иегалофильных организмов. По-видимому, характерные свойства белков экстремальных галофилов обусловлены особенностями генетической информации этих бактерий, а не ошибочным считыванием обычной генетической информации. [c.387]

А поскольку в обоих случаях эффект одинаков, т. е. начинается образовапие цветочных органов, то следует признать, что гормоны другой группы у этих растепий, т. е. гиббереллины у периллы и вещества типа антезинов у рудбекии, постоянно имеются во всех органах, в том числе и в стеблевых почках, и их образовапие зависит ие от длины дня, а обусловливается автономным механизмом считывания генетической информации. Таким образом, следует признать, что если у фотонериодически нейтральных видов мы видим проявление лишь автономного механизма регуляции цветения, то у длипнодневных и коротко-дневных видов налицо проявление и автономного, и индуцированного механизмов регуляции цветения (рис. 155). [c.277]

Хотя различного рода данные свидетельствуют о том, что обш еприпятая концепция генетического кода является правильной, до сих пор не ослабевает интерес к попыткам непосредственного сопоставления данных химического анализа последовательности оснований в природных информационных РНК и последовательности аминокислот в кодируемых ими белках. Такие данные могут дать интересную информацию, касающуюся природы мест узнавания и регуляции считывания полицистронной матрицы, т. е. дать ответ на вопрос как начинается и как заканчивается трансляция матрицы и как осуществляется контроль скорости считывания различных цистроиов. [c.69]

Для получения в клетках Е. соН высокого уровня белкового продукта клонируемого чужеродного гена порой недостаточно увеличить дозу гена за счет копийности векторной молекулы или повысить эффективность считывания генетической информации, поместив кодирующую последовательность под эффективные сигналы транскрипции и трансляции. Такие случаи возникают, если синтезируемые в бактериальной клетке чужеродные мРНК или белки подвергаются быстрой деградации клеточными ферментами. [c.152]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология