Мутант изменение функции

Рис. 15.4. Изменение разбивки считываемой последовательности на триплеты в результате мутации со сдвигом рамки . Бактериофаг Т4 способен образовывать лизоцим. Этот фермент кодируется геном фага. Вверху представлен отрезок нормальной нуклеотидной последовательности (фаг дикого типа) и указаны соответствующие аминокислоты, Внизу приведена нуклеотидная последовательность двойного мутанта, полученного из дикого типа в результате двукратной обработки профлавином. Нуклеотид А во втором триплете утрачен, и начиная с этого места триплеты считываются неправильно ( рамка считывания сдвинута). В результате включения О в конце пятого неверного триплета в дальнейшем восстанавливается правильный порядок считывания. Таким образом, нуклеотидные последовательности двойного мутанта и дикого типа различны только на участке от второго до пятого триплета включительно. Если кодируемые этими триплетами аминокислоты не существенны для функции данного белка, то вторая мутация восстанавливает свойства (фенотип) дикого типа (генетическая супрессия).

Механизм действия некоторых антибиотиков состоит в блокировании синтеза белка. Можно выделить мутантов, устойчивых к таким антибиотикам. Во многих случаях эти мутации вызывают изменения рибосомных белков (или ферментов, принимающих участие в синтезе белка). Устойчивость к антибиотикам обусловлена мутациями, затрагивающими 5 белков 308-субчастицы и 4 белка 508-субчастицы. Используя эти мутантные варианты, можно исследовать функцию данного белка в рибосоме. [c.111]

Во-первых, необходим критерий, по которому можно отличить мутанта от дикого типа. Это нужно для того, чтобы не подбирать случайно попавшихся мутантов, а создавать методы их систематического отбора. Простейшим критерием служат видимые изменения фенотипа, например изменение цвета глаз. Другие критерии могут быть установлены путем использования различных методов отбора, например путем подбора таких условий роста, при которых необходимо присутствие или, наоборот, отсутствие какого-либо фермента. Возникающая тут проблема связана главным образом с возможностью наличия таких функций, о существовании которых мы не подозревали и поэтому не можем ни увидеть их, ни подобрать к ним селективных тестов. В предельном случае можно предположить, что существуют гены, чьи продукты не нужны и чье отсутствие не имеет никаких последствий. Как же такие гены обнаружить [c.41]

Накопление мутаций в определенном гене, контролирующем структуру рецептора бактерии, может привести к нарушению какой-то функции клеточной мембраны, а длительная мутационная изменчивость соответствующего рецепторного белка фага может понизить его стабильность и вместе с тем стабильность частицы фага в целом. Первое из предположений подтверждается частой встречаемостью среди бактериальных фагоустойчивых адсорбционных мутантов форм, несущих изменения и других признаков (мутации с плейотропным эффектом), например скорости деления, устойчивости к антибиотикам, проницаемости и др. Не исключена и возможность возникновения в ходе последовательного отбора фагоустойчивых мутантов бактерий и преодолевающих их устойчивость мутантов фага таких форм белков в адсорбционном аппарате фага, которые могут обладать цитотоксическим эффектом, проявляемым при контакте с клеткой, что предотвратит последующий продуктивный цикл. [c.201]

А. Равномерное распределение мутаций со сдвигом рамки указывает на то, что УФ-повреждение распределяется по всему гену, поскольку мутация со сдвигом рамки, произошедшая в любом месте гена, обнаруживается с помощью метода слияния генов (которое не зависит от репрессорной функции). Если УФ-повреждение распределяется равномерно, то неслучайное распределение миссенс-мутаций в /ас/-гене должно отражать функциональную важность концов 1ас-белка. Большинство мутаций на концах гена приводят к образованию нефункционального белка это дает возможность выявить мутантов. Однако некоторые изменения в средней области гена, которая менее важна для функции белка, могут не влиять на образование функционально активного белка. Эти молчащие мутации невозможно выявить по критерию утраты функции. [c.289]

Встречаюш.иеся в природе мутанты реовируса с измененной тропностью к ЦНС могут быть выделены экспериментально путем отбора вируса с измененным капсидным белком 51 — аналогом УР1 вируса полиомиелита [175]. 51 участвует в адсорбции вируса на клетках хозяина и представляет собой главную мишень для нейтрализующих антител [45, 193]. Мутанты реовируса, которые резистентны к действию нейтрализующих моноклональных антител, направленных против 51, обладают пониженной тропностью к специфическим участкам мозга экспериментально зараженных мышей [174]. Однако эти мутанты с измененным белком 51 нормально размножаются во внутренних органах мышей. Отобранные с помощью моноклональных антител мутации поверхностного гликопротеина вируса бешенства также могут приводить к аттенуации вируса для ЦНС [29, 33, 47],, причем у мутантов возможны реверсии к вирулентности, свойственной дикому типу вируса [47]. Эти наблюдения свидетельствуют о том, что вирус со сложным патогенезом, включающим в себя репликацию в месте проникновения и последующее распространение, может быть аттенуирован избирательным изменением сродства к органу-мишени. Неизвестно, является ли этот механизм главным или вообще единственным для аттенуации живых вирусных вакцин, используемых в настоящее время. Следует подчеркнуть, что к аттенуации ведет ограничение любой существенной функции вируса. Таким образом, мутация, которая снижает вирулентность, может возникнуть почти в каждом гене. [c.165]

Функции белков А, В и С области Р2 изучены хуже, но, согласно косвенным данным, белок 2С участвует в синтезе РНК, а белок 2В определяет круг хозяев. Так, продукт 2С несет маркер устойчивости к гуанидину — генетический признак вируса ящура [277] и полиовируса [8]. Этот локус влияет на действие гуанидина, который, предположительно, блокирует инициацию РНК [40, 300]. Мутанты риновируса 2 человека, отобранные на расширенный круг хозяев по способности расти в мышиных клетках, обнаруживают специфические изменения в структуре белка 2В. [c.198]

Ряд рибосомных белков был идентифицирован благодаря изменениям в их структуре у температурочувствительных мутантов. Температурочувствительные мутации приводят к тому, что при повышенной температуре рост бактерий замедляется-эффект, обусловленный каким-то повреждением в рибосомном белке, функция которого при непермиссивной температуре, по-видимому, нарушается. СЗбщий характер таких мутаций не дает ключа к выяснению и функции данного белка. [c.111]

Даже замена одной аминокислоты на другую в результате так называемых миссенс-мутаций, сильно нарушает стабильность белков. Применение иммунологических методов показало, что около половины таких мутаций, полученных в гистидиновом опероне. S. typhimurium, приводят к деградации мутантных ферментов. Оказалось также, что у многих температурно-чувствительных мутантов утрата функции при повышении температуры связана с протеолизом измененных белков. [c.52]

Какие химические процессы лежат в основе супрессии (подавления) одной мутации другой мутацией, локализованной в иной точке хромосомы Однозначного ответа на этот вопрос дать нельзя. Редко мутация супрессируется другой мутацией, локализованной в пределах того же самого гена. Такой эффект может быть назван внутригенной комплементацией. Предположим, что мутация приводит к такой аминокислотной замене, которая нарушает стабильность структуры или функцию белка. Возможно, что мутация в другом сайте, захватывая остаток, взаимодействующий с замещенной аминокислотой, меняет характер взаимодействия двух остатков, что приводит к восстановлению функциональной активности белка. Так, например, если боковая цепь первой аминокислоты мала, а в результате мутации она замещается на более длинную боковую цепь, то вторая мутация, приводящая к уменьшению размера другой боковой цепи, может позволить образующемуся белку свертываться и функционировать подобно нормальному белку. Такой случай был обнаружен среди мутантов триптофансинтетазы [144]. Мутанты этого белка, у которых Gly-211 был заменен на Glu нли Туг-175— на ys, синтезировали неактивные ферменты, тогда как двойной мутант, т. е. мутант, в котором имели место обе эти замены, синтезировал активную триптофансинтетазу. Считают, что в большинстве случаев внутригенной супрессии происходят изменения во взаимодействии субъединиц олигомерных белков. [c.255]

Г. Е. Фрадкин. Ничего невероятного в наших данных нет. Они совпадают с литературными данными, например с результатами исследований Каплана, показавшего, что при ультрафиолетовом облучении умеренных фаговых частиц каппа выход вирулентных мутантов достигает 2%. Я хочу подчеркнуть, что в наших экспериментах сравнительно высокий выход фаговых частиц, преодолевающих иммунитет, был обнаружен только при облучении в условиях непрямого действия излучения, когда преобладают радиационнохимические реакции, близкие по своему механизму к химическим и фотохимическим (ультрафиолетовое излучение) реакциям, вызывающим мутации у покоящихся вирусных корпускул. Кроме того, необходимо заметить, что для фага X, как указывают Стент и Бертани, типично легкое возникновение фн-зиолого-генетических изменений, нарушающих функцию иммунитета. В наших эксперименгах мы в основном выявляли изменения эгого рода, и поэтому число частиц, преодолевающих иммунитет, столь непривычно велико. Весьма возможно, что изменения, называемые Стентом физиолого генетическими, являются точечными мутациями, легко репарируемыми клетками во время первого цикла репродукции. [c.174]

Бензер решил установить, не обусловлен ли фенотип гП-мутантов из его коллекции повреждениями более чем в одной функциональной единице. То обстоятельство, что два г11-мутанта при разнообразных экспериментальных условиях проявляют один и тот же фенотип, само по себе вовсе не гарантирует, что соответствующие мутационные изменения затрагивают одну и ту же функциональную единицу. Мы уже упоминали, например, что стерильные пятна типа г на обычных штаммах Е. соИ образуются при разных мутациях, удаленных друг от друга настолько сильно, что вряд ли они затрагивают одну и ту же функциональную единицу. И если разные гП-мутанты неспособны размножаться на непермиссивных штаммах К, то это не обязательно означает, что всем им свойствен один и тот же функциональный дефект генетического материала. Для выяснения принадлежности двух различных мутаций гП к одной и той же функциональной единице Бензер воспользовался так называемым цис-транс-те-стом, или тестом на комплементарность (фиг. 153), приспособив его для-работы с фагами. Этот тест был разработан ранее применительно к высшим организмам стой же целью, т. е. для изучения природы функциональной единицы. Комплементационный тест Бензера был основан на том, что на штамме К, зараженном одновременно гИ-мутантом и фагом дикого типа г, оба типа размножаются нормально. Это означает, что нормальный ген родительского фага дикого типа способен обеспечивать функцию, необходимую для размножения на штамме К не только фага дикого типа, но и дефектного гП-мутанта. На языке генетики можно сказать, что при смешанном заражении штамма К двумя фагами ген дикого типа г доминирует над мутантным аллелем гН. В тесте на комплементарность клетки штамма К заражают двумя гИ-мутантами (каждый из которых в одиночку не способен размножаться на штамме К), чтобы выяснить, смогут ли они при смешанном заражении помогать друг другу и образовывать инфекционное потомство. Если два мутанта способны к такому совместному размножению, то это означает, что две мутации этих мутантов локализованы в разных функциональных единицах фагового генома. Неспособность одного из мутантов размножаться на штамме К (иными словами, его фенотип гН) свидетельствует о том, что этот мутант неспособен осуществлять какую-то определенную функцию или вызывать синтез какого-то определенного белка, необходимого для размножения фага в зараженной клетке. Фенотип гП второго мутанта также свидетельствует о неспособности осуществлять какую-то необходимую функцию, но только другую, т. е. [c.310]

Транзиции и трансверсии часто приводят к мисденс-мутациям (мутациям с изменением смысла), поскольку вызывают замену в белке одной аминокислоты на другую. Если кодируемая мутантным геном аминокислота оказывается сходной с той, которая кодировалась геном дикого типа (т. е. исходным родительским геном), то возникает мутантный фенотип лишь с частично нарушенной функцией (1еаку-мутант). Часть мутаций с заменой оснований представляет собой нонсенс-мутации (бессмысленные мутации), которые обусловлены появлением кодонов, не кодирующих никакой аминокислоты. В этом случае синтез белка на измененном кодоне прерывается, а образующиеся незавершенные фрагменты белковой молекулы, как правило, функционально неактивны, в частности из-за быстрого их протеолиза. При протяженных делециях, удаляющих значительную часть гена, также синтезируются неактивные фрагменты белковых молекул. [c.71]

Интересной особенностью вариаций трансферрина является преобладание одного трансферрина в определенных популяциях. Генетический локус трансферрина может претерпевать многочисленные мутации, в результате которых отдельные популяции образуют собственные, характерные для них мутанты. Популяции индейцев племени Навахо, китайцев и негров представляют собой пример сбалансированного полиморфизма. В каждой из этих популяций в процессе эволюции, по-видимому, появился свой, отвечающий местным условиям вариант трансферрина. Поскольку основной функцией трансферрина является перенос железа и так как генетическая изменчивость трансферрина состоит в основном в изменении заряда, возможно, что отношение равновесия, определяющее перенос железа, может быть изменено у различных вариантов трансферрина путем изменения их заряда. Согласно предположению Лаурелла о равновесии [102], более медленно движущийся трансферрин, обладающий большим положительным зарядом, должен быть лучше приспособлен для образования комплекса трансферрин — железо и, следовательно, для удаления железа из тканей, в то время как более быстро движущийся трансферрин, имеющий больший отрицательный заряд, более склонен к диссоциации комплекса с железом, что способствует накоплению железа в тканях. Недавно проведенные исследования Тернбулла и Джиблетта [103] показали, что трансферрины Во, Bi, С и Вз незначительно отличаются по скорости удаления железа из сыворотки и по скорости использования железа для синтеза гемоглобина. Однако на эти процессы могут влиять, помимо трансферрина, и другие факторы. [c.132]

Рис. 10-52. Каскадные изменения в экспрессии генов, определяющих пол у дрозофилы, зависят от альтернативного сплайсинга РНК. Если отношение числа наборов аутосом к числ> Х-хромосом равно единице (в норме это два набора аутосом и две Х-хромосомы), особь развивается в самку мухи, у которых это отношение равно двум (в норме два набора аутосом и одна Х-хромосома), развиваются как самцы. Это соотношение определяется уже на ранних стадиях развития и затем сохраняется в каждой клетке. Функция генов, представленных на рисунке, как раз и состоит в передаче информации об этом соотношении другим генам, определяюшим фенотип, характерный для того или иного пола. Такие гены функционируют как два альтернативных набора, определяющие свойства, характерные для самки и для самца. Г ен dsx (doubl esex - двупол ость) получил свое название благодаря тому, что у мутантов, не экспрессирующих этот ген, работают оба набора, специфичные для самок и для самцов.

Большинство мутантных типов нельзя выявить методами прямого отбора, описанными в предыдущем разделе. Для любой мутации, связанной с потерей генетической функции, требуются такие методы выявления, которые позволили бы идентифицировать очень редко возникающий тип мутанта на большом фоне немутантных клеток. В эту группу входят ауксотрофные мутанты, мутанты с изменениями в системе сбраживания углеводов, морфологические варианты различных типов и другие условно летальные мутанты. [c.35]

Техника рекомбинантной ДНК открыла еще одну возможность в освоении пути экспрессии клонированных генов вируса гриппа в прокариотах и эукариотах. Эти исследования имели две основные цели 1) получение больших количеств чистых поверхносд -ных антигенов (НА и КА) применительно к проблеме их дальнейшего использования в качестве вакцин 2) изучение в клетках прокариотов и эукариотов биосинтеза, структуры и функции индивидуальных белков вируса гриппа дикого типа или мутантов. Поскольку эти белки в естественных условиях кодируются геномом минус-цепочечной РНК, ранее было невозможно управлять их первичными структурами путем направленных изменений кодирующих их последовательностей нуклеотидов. [c.161]

Текучесть и реверсия представляют собой основные проблемы при работе с 1з-мутантами и могут серьезно влиять на интерпретацию фенотипического анализа. Обычно 1з-мутанты отбирают таким образом, чтобы они росли при пермиссивной температуре (которая колеблется для различных пулов мутантов вируса гриппа между 31 и 36 °С) и соответственно имели ограниченный рост при непермиссивной температуре (38—42°С). Предполагают, что молекулярной основой подобной температурной чувствительности служит единственная аминокислотная (т1з-8епзе) замена в белке, что приводит к изменению его скрученности или стабильности, в результате чего белок становится неактивным при непермиссивной температуре. Для большей ясности следует сказать, что у 1з-мутан-тов будут идентифицированы только функции, существенные для [c.191]

Б. Второй подход состоял в обработке мутанта pf A мутагеном и поиске ревертантов, у которых функция жгутика восстановлена не из-за исправления исходного дефекта, а в результате вторичного изменения в том же гене, компенсирующего первоначальное. (Для некоторых генов такие внутригенные ревертан-ты могут быть довольно обычным явлением.) Белки из нескольких таких ревертантов проанализировали с помощью двумер ного электрофореза и сравнили с белками из клеток дикого типа. [c.206]

Миссенс-мутации возникают в результате замены оснований в вирусном геноме и отражаются в замене аминокислот в соответствующем участке кодируемого вирусного белка. Часто мутации этого типа можно идентифицировать прямо по наблюдаемым изменениям пораженного белка или косвенно — по изменениям сложной вирусной функции, связанной с измененным белком. Детально исследованы два типа миссенс-мутантов с легко определяемыми фенотипами, причем их проверяли на вирулентность и на потенциальную пригодность для получения аттенуированных мутантов, которые можно было бы использовать в качестве живых вирусных вакцин. К lПepвo y типу от- [c.169]

Очень малые дозы облучения действуют даже стимулирующе на отдельные функции микроорганизмов. Более высокие, но не приводящие к гибели, вызывают торможение отдельных процессов обмена, изменяют свойства микроорганизмов, вплоть до наследственных изменений, что и используется на практике для получения мутантов молочнокислых бактерий с высокой биохимической лктивностью. [c.102]

Смотреть страницы где упоминается термин Мутант изменение функции: [c.157] [c.253] [c.971] [c.422] [c.331] [c.365] [c.451] [c.244] [c.496] [c.298] [c.410] [c.41] [c.180] [c.249] [c.110] [c.111] [c.112] [c.180] [c.249] [c.279] [c.301] [c.244] [c.246] [c.496] [c.224] [c.298] [c.410]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология