Мутанты мутации со сдвигом рамки

Еш,е до того как была окончательно установлена триплетная природа кодонов, Крик и его сотрудники, остроумно использовав мутации со сдвигом рамки, доказали, что генетический код действительно составлен из нуклеотидных триплетов. Рассмотрим, что произойдет при спаривании двух штаммов бактерий, каждый из которых несет мутацию со сдвигом рамки (например, делецию —1). В результате генетической рекомбинации могут образоваться мутанты, содержаш,ие обе мутации со сдвигом рамки. Однако распознать такие рекомбинанты будет трудно, так как (согласно практически любой теории кодирования) они по-прежнему будут продуцировать полностью дефектные белки. Крику и его сотрудникам удалось, однако, ввести в тот же ген третью мутацию со сдвигом рамки того же типа и наблюдать, что рекомбинанты, несуш,ие все три делеции (или вставки), были способны синтезировать, по крайней мере частично, активные белки. Это объясняется просто. Делеции одного или двух нуклеотидов полностью инактивируют ген, тогда как при делеции трех нуклеотидов, расположенных в пределах одного гена и близко друг от друга, ген укорачивается лишь на три нуклеотида. В гене будет содержаться в этом случае лишь небольшая область с измененными кодонами. Кодируемый белок будет нормальным, за исключением небольшого участка, в котором некоторые из аминокислот будут заменены, а одна будет полностью отсутствовать. Мы уже знаем, что в большинстве белков полностью инвариантна лишь сравнительно небольшая доля аминокислот. Таким образом, очень часто ген, в котором модифицирована небольшая область, может синтезировать функционально активные продукты при условии, что не произошло сдвига рамки считывания. [c.252]

В меньшей степени, чем замена пар оснований, распространены мутации со сдвигом рамки (раздел Г,1). Такие мутанты в отличие от мутантов с заменой оснований не так легко ревертируют, причем реверсия не индуцируется веществами, вызывающими замену оснований.. [c.290]

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).

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]

Изучение мутаций, сдвигающих рамку считывания, показало, что кодоны состоят из трех нуклеотидов. Использовались мутагены (в частности, профлавин), которые индуцировали делеции или вставки одного или двух оснований. Образующиеся мутанты синтезировали неактивные или укороченные полипептиды, поскольку сдвиг рамки приводит к появлению кодонов, детерминирующих неправильные аминокислоты, или стоп-ко-дона. Рекомбинация между двумя мутантами, один из которых содержит делецию, а другой в этой же или близкой позиции - вставку (например, -1 х -1-1 или -2 X +2), может привести к восстановлению функционального гена, если несколько концевых, находя- [c.131]

Интеркаляция в свою очередь приводит к вставке или делеции нуклеотидов во время последующей репликации. В результате происходят мутации сдвига рамки, при которых в транскрибируемой молекуле мРНК закодированная информация, подлежащая трансляции, имеет сдвиг в рамке считывания. При этом нарушается последовательность аминокислот за участком вставки или делеции. Обычно сдвиг рамки ведет к появлению бессмысленного кодона (нонсенс-кодона), и поэтому фенотипически мутанты в данном случае сходны с нонсенс-мутантами, образованными в результате замены оснований в обоих случаях функция, затрагиваемая мутацией, полностью нарушается. [c.21]

Прямой отбор широко используется для получения ревертантов (бактерий с обратными мутациями) ауксотрофных мутантов. Ауксотрофы представляют особый класс условно летальных мутантов, не способных выживать без искусственной поддержки извне в виде добавления какого-нибудь соединения — участника обмена веществ (например, аминокислоты, витамина), которое они сами не в состоянии синтезировать. Если ауксотроф возник в результате мутации, связанной с заменой оснований, его можно ревертировать (вызвать обратную мутацию, возвращающую к исходному типу) воздействием соответствующего мутагена. Помимо истинных ревертантов может возникать множество фенотипических ревертантов , которые своим появлением обязаны мутациям в локусах, отличных от тех, которые ответственны за первоначальную мутацию Например, мутанты со сдвигом рамки часто могут ревертировать за счет вторичной компенсаторной мутации со сдвигом рамки, расположенной вблизи локуса первой мутации и восстанавливающей правильное считывание триплетов. Некоторые мутанты с заменой оснований могут ревертировать под действием вторичной мутации, происходящей в другом месте мутировавшего гена. Предполагается, что при этом вторичная мутация частично компенсирует первоначальную мутацию посредством взаимодействия аминокислот, кодируемых мутировавшими локусами гена и расположенных в двух измененных областях белковой молекулы. Мутанты с заменой оснований, в особенности [c.31]

Изучение г//-мутаций предоставило также генетические свидетельства в пользу существования кодонов, терминирующих синтез полипептидной цепи. Комплементационный анализ показал, что цистроны А и В кодируют две различные генетические функции. Это значит, что на границе между этими цистронами должны находиться определенные генетические знаки препинания . Делеция такого пограничного участка приводит к слиянию неделетированных участков Л и В в один общий цистрон. Так, делеция 1589 (рис. 12.2) приводит к возникновению гПА-мутанта, сохраняющего, несмотря на частичную делецию в В-цистроне, его функциональность, т.е. способность кодировать активный В-белок. Участок В-цистрона, исчезающий при делеции 1589, содержит ту самую область, в которой картируются мутации F O и ее производные. Это подтверждает сделанный в предыдущем разделе вывод о том, что данный участок В-белка не существен для проявления нормальной активности. Введение мутации со сдвигом рамки в неактивный Л-участок слитых цистронов, образовавшихся в результате делеции 1589, нарушает и функциональную активность В-участка. Следовательно, слитая мРНК имеет направление трансляции Л -> В считывание этой мРНК приводит к образованию одного слитого полипептида. [c.74]

Данные о природе мутаций со сдвигом рамки получены при анализе аминокислотной последовательности белков, которые кодируются генами, содержащими взаимно супрессирующие мутации рамки (см. гл. 12). На рис. 20.9 сравнивается аминокислотная последовательность лизоци-ма фага Т4 дикого типа с соответствующими последовательностями белков фаговых мутантов, несущих две мутации со сдвигом рамки. С помощью таблиц генетического кода мы можем восстановить ве- [c.14]

Второй критерий, определяющий ценность отдельной мутации —это степень инактивации гена, в котором произошла мутация. Частичное сохранение функции часто встречается в случае мутации с заменой оснований и значительно реже при сдвигах рамки или делециях. Степень полноты мутации легко оценить по скорости роста или другим проявлениям свойств, высевая клетки мутанта с низкой плотностью на селективную или непермис-сивную среду. Неполнота мутации может стать проблемой в работе с мутантами, которые должны использоваться в других физиологических экспериментах, связанных, например, с исследованием активности ферментов, или в сопряженных с другими мутантами тест-системах. [c.42]

Сравнение этих двух последовательностей мРНК показывает, что мутант несет дополнительное основание U в восьмом положении. Таким образом, мутация со сдвигом рамки возникает из-за встраивания пары оснований АТ в этом положении в ДНК. [c.282]

Другой тип мутаций вызывают плоские ароматические молекулы, например акридины. Эти соединения интеркалируют в ДНК, т.е. проскальзывают между соседними парами оснований в двойной спирали ДНК (разд. 25.18). Интеркаляторы, видимо, стабилизируют спаривание оснований со сдвигом в повторяющихся последовательностях, таких, например, как G G G G. В результате они вызывают включения или делеции одной или более пар оснований. Действие таких мутаций заключается в изменении рамки считывания, если только общее число делетированных или включившихся оснований не кратно трем. Именно анализ таких мутантов позволил доказать триплет-ность генетического кода. [c.82]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология