Мутации нонсенс

Рис. 7.11. Нонсенс-мутации могут быть супрессированы с помощью тРНК с мутантным антикодоном.

Нонсенс-мутация. Мутация, которая приводит к преждевременному окончанию синтеза полипептидной цепи. [c.1015]

Рис. 4.7. Использование делеции г1589 у фага Т4 позволяет различить нонсенс- и миссенс-мутации.

Нонсенс-супрессорные тРНК возникают в результате мутаций в антикодоне [c.98]

Если же в результате мутации образуется один из трех кодонов-терминаторов, это приводит к преждевременной терминации синтеза белка в том месте, где расположен мутантный кодон. При этом нарушится функция белка, так как в мутантной клетке синтезируется только часть белковой молекулы. Такие мутации называют нонсенс-мутациями. [Иногда термин нонсенс-кодон используют для обозначения кодонов-терминаторов. Нонсенс (бессмысленный)-неправильное название для этих кодонов, так как они имеют вполне определенный смысл, хотя и неблагоприятный для мутантного гена.] [c.61]

У нонсенс-мутаций, отобранных таким методом, была [c.61]

Нуклеотидную последовательность кодонов-терминаторов сначала определили, исходя из особенностей мутаций, вызвавших их образование. Зная, какие аминокислоты находились на месте мутантных кодонов-терминаторов, установили, что амбер-кодону соответствует триплет UAG, охра-кодону-UAA, а опал-кодону-UGA. Позднее эти же значения были получены при определении нуклеотидной последовательности генов, несущих соответствующие нонсенс-мутации. [c.61]

Во всех проведенных экспериментах наблюдали, что любой из кодонов UAG, UAA или UGA, появившихся в результате нонсенс-мутации, вызывает остановку белкового синтеза. Однако используются ли эти же сигналы для обычной остановки синтеза белка в конце генов Оказалось, что в конце всех генов с известной нуклеотидной последовательностью всегда находится один (а иногда не менее двух) кодонов-терминаторов, расположенных непосредственно после кодона для С-концевой аминокислоты белка дикого типа. Следовательно, это обычные сигналы, которые действуют и внутри гена, если они там возникают в результате мутации. [c.61]

МУТАЦИЯ, наследуемое изменение генотипа. Различают точечные М. и крупные перестройки ДНК. К точечным относятся замены одиночных пар оснований ДНК (транзи-ции — замены одного пурина на другой и одного пиримидина на другой, трансверсии — замены пурина на пиримидин и наоборот) и выпадения или вставки одиночных нуклеотидных пар ДНК (мутации со сдвигом рамки считывания). Замена пары оснований может приводить к изменению кодона и послед, замене аминокислоты в кодируемом белке (миссенс-мутация) или же к образованию бессмысленного кодона и прекращению трансляции данной матричной РНК (нонсенс-мутация). К крупным перестройкам ДНК относятся делении (выпадения), дупликации (удвоения), инверсии (повороты на 180°), транслокации (перемещения) участков ДНК, а также инсерции (встраивания) новых сегментов ДНК. Иногда к М. относят изменения числа хромосом в клетке (геномная М.). Различают спонтанные М., возникающие с частотой 10 —10 (отношение числа мутировавших нуклеотидных звеньев к общему числу мономерных звеньев ДНК), и индуцированные, частота к-рых может пре-вьипат . 10 М. могут быть индуцированы хим. (дезаминирующие, алкилирующие и др. реагенты), физ. (ионизирующие излучения) и биол. мигрирующие генетические элементы) мутагенными факторами. Частота и специфичность возникновения спонтанных и индуцированных М. находятся под генетич. контролем. [c.356]

Преждевременная терминация белкового синтеза, вызываемая нонсенс-мутацией, может быть супрессирована благодаря тому, что в тРНК возникают изменения, позволяющие ей узнать терминирующий кодон как смысловой. В нормальной клетке терминирующий кодон узнается только фактором терминации. Следовательно, мутация в гене тРНК, приводящая к узнаванию терминирующего кодона, придает новое свойство трансляционной системе. Как показано на рис. 7.11, благодаря этому восстанавливается способность включать аминокислоту в ответ на мутантный кодон. В результате синтезируется белок нужной длины. Если аминокислота, включенная в результате супрессии, отличается от аминокислоты, которая исходно присутствовала в белке дикого типа, то его активность может быть частично снижена. [c.98]

Если нужно получить мутант, генетический дефект которого нельзя компенсировать добавками питательных веществ (например, дефекты ферментов, участвующих в репликации ДНК и РНК, дефекты в каком-либо элементе белоксинтезирующего аппарата), его следует искать среди условно летальных мутантов, которые жизнеспособны лишь при определенных условиях. Примерами таких мутантов могут служить температурочувствительные мутанты и штаммы, несущие супрессорные нонсенс-мутации. В табл. 13.1 приведены свойства мутаций различных типов она может служить ключом для выбора наиболее подходящего типа мутанта в соответствии с определенной целью. [c.10]

Нонсенс-мутации То же То же Полная потеря функции [c.11]

Фотохимические повреждения могут реализоваться в мутационные изменения генома (миссенс-мутации, нонсенс-мутации, мутации сдвига рамки, супрессорные мутации) за счет возникновения ошибок в ходе следующих основных процессов заполнения бреши ДНК при эксцизионной репарации заполнения бреши ДНК при пострепликационной рекомбинации перескока ДНК-полимеразы через неэлиминированное повреждение при репликации. [c.310]

Аналогичные результаты получены для дрожжей-сахаромицетов при действии аминогликозидного антибиотика паромомицина, также приводящем к фенотипической супрессии нонсенс-аллелей, возникающих в различных генах. В работах сотрудников кафедры генетики и селекции Ленинградского университета показано, что у дрожжей фенотипическая супрессия мутаций-нонсенсов происходит и при действии таких обычных условий, как понижение температуры с 30 до 20°С или при замене глюкозы на нефермен-тируемые источники углерода (глицерин, этанол или галактоза). [c.448]

Предположим, что внутри транскрипционной единицы могут существовать р-зависимые терминаторы, располагающиеся перед основным терминатором. Тогда явление полярности можно объяснить как на рис. 13.4. Обычно терминаторы, находящиеся внутри транскрипционной единицы, не работают, так как из-за присутствия рибосом фактор р на этих терминаторах никогда не взаимодействует с РНК-полимеразой, хотя она делает здесь паузу. Нонсенс-мутации приводят к освобождению мРНК от рибосом, и поэтому у фактора р появляется возможность свободно передвигаться вдоль мРНК. В результате он может провзаимодействовать с полимеразой, остановившейся на терминаторе. Это приведет к терминации и освобождению РНК-полимеразы. Следовательно, дистальная часть транскрипционной единицы не сможет экспрессироваться. (Для чего существуют внутренние терминаторы Возможно, что они являются просто шпильками, похожими на те, которые возникают на обычных терминаторах. Терминация с участием этих структур может происходить только в необычных условиях полярности). [c.167]

Биохимические исследования жизненного цикла бактериофагов семейства 2 были в значительной степени дополнены работами по выделению и исследованию фаговых мутантов. Эти мутанты относились в основном к тем же двум условно-летальным типам, которые были использованы при построении кольцевой генетической карты Т-четных фагов а) чувствительные к температуре ( т ззеп5е ) мутанты, неспособные размножаться при повышенной температуре, при которой происходит развитие фага дикого типа, и б) ат6ег(нонсенс)-мутанты, способные размножаться только в клетках штаммов, несущих супрессорную мутацию, обеспечивающую-включение приемлемой аминокислоты в растущую полипептидную цепь под влиянием мутантного бессмысленного кодона УАГ (УАА или УГА). [c.474]

Мутации типа нонсенс и миссенс впервые удалось разграничить благодаря генетическому тесту, использованному Бензером и Чеймпом (Benzer, hampe) в 1961 г. Существует вариант фага Т4, у которого делегирован промежуток между цистронами гПА и гПВ. В результате оба цистрона соединились воедино, и вместо двух отдельных белков синтезируется один слившийся белок. У этого белка сохраняется активность белка В, несмотря на соединение двух полипептидов. На рис. 4.7 показано, как можно различать нонсенс- и миссенс-мутации в гПА-области. Для этого нужно сконструировать двойной мутант, который кроме исследуемой мутации несет делецию, соединяющую цистроны А и В. Если в г//Л-области возникла миссенс-мутация, то активность г//В-цистрона не будет нарушена. Но если возникнет нонсенс- мутация, синтез белка остановится и полипептид В не синтезируется. [c.61]

По чувствительности к различным супрессорам нонсенс-мутации делятся на три класса. Исходный класс нон-сенс-мутаций, изолированных у фага Т4, был назван ам-бер-мутациями. Все эти мутации оказались чувствительными к однопу супрессору Е. соН. Анализируя способность мутантов фага размножаться на разных штаммах Е. соН, несущих амбер-супрессоры, обнаружили новый класс нонсенс-мутаций, названный охра-мутациями. Мутации типа охра не супрессируются амбер-суп-рессорами, а соответствующие им супрессоры называют охра-супрессорами. Интересно, что охра-супрессоры способны супрессировать и амбер- и охра-кодоны, что говорит о возможном сходстве этих типов нонсенс-мутаций. Позднее был обнаружен третий класс нонсенс-мутаций, которых назвали опал-мутациями. Опал-мутации не чувствительны ни к охра-, ни к амбер-супрессорам, а их супрессоры не действуют на кодоны-терминаторы типа охра и амбер . [c.61]

Все нонсенс-супрессоры мутаций возникают в результате точковых мутаций в структурных генах, кодирующих тРНК. Эти изменения могут возникать как в антикодоне, так и в других местах молекулы. Однако в принципе возможно возникновение супрессорных тРНК и в результате нарушения процесса модификации тРНК, который оказывает влияние на специфичность узнавания. Это, вероятно, может происходить в результате мутаций в генах, кодирующих ферменты модификации. [c.99]

Миссенс-мутации, изменяющие смысл кодона, приводят к замене одной аминокислоты на другую, не способную функционировать в белке вместо исходной. Формально любая замена аминокислоты в белке является миссенс-мутацией, но на практике мутации обнаруживаются только в том случае, если они приводят к образованию неактивного белка. Эти мутации супрессируются в результате включения или исходной, или какой-либо другой аминокислоты, не нарушающей функционирования белка. На рис. 7.12 показано, что это осуществляется таким же образом, как и супрессия нонсенс-кодонов. В результате мутации в антикодоне какой-либо тРНК, несущей подходящую аминокислоту, тРНК становится способной узнавать мутантный кодон. Таким образом, суть миссенс-супрессии заключается в изменении смысла кодона. [c.99]

Все рассмотренные случаи супрессии были исследованы на примере Е. соИ. У других бактерий (преимущественно у S. typhimurium) также были выделены похожие мутанты, и это свидетельствует о сходстве ситуаций во всех изученных случаях. Значительно меньше известно о распространенности и возможности супрессии нонсенс-и миссенс-мутаций у эукариот. Супрессоры охра- и ам-бер-мутаций, включающие тирозин, серин или лейцин, были выделены у дрожжей, причем каждый супрессор узнает только свой кодон. Возможно, это достигается благодаря использованию модифицированных оснований в антикодонах охра-супрессоров. [c.100]

При выделении нонсенс-супрессоров использовали их способность узнавать мутантные нонсенс-кодоны, которые в силу особенностей своего расположения в гене оказывали летальное действие. Между тем один из нормальных терминирующих кодонов имеет такую же последовательность оснований как и супрессируемый нонсенс-кодон. Следовательно, мутантная тРНК, супрессирующая нонсенс-мутацию, в принципе должна быть способна супрессировать и нормальные терминирующие кодоны в конце всех генов. Тогда в результате сквозного прочитывания текста произойдст образование более длинного белка с дополнительным С-концевым пептидом. Таким образом, вероятнее всего, что эффективная супрессия терминации окажется летальной для клетки, так как при этом появятся более длинные белки с измененной функцией. [c.100]

Эффективность супрессии амбер-мутаций весьма высока и составляет в зависимости от конкретной системы от 10 до 50%. Допустим, что клетка не может быть толерантной к такому высокому уровню супресии природных терминаторов, тогда очевидно, что амбер (amber) кодоны используются в конце генов с меньшей частотой, чем другие нонсенс-триплеты. [c.100]

Исходя из этих предпосылок, можно объяснить наблюдение, которое длительное время вызывало недоумение. В ряде случаев нонсенс-мутация в одном из генов нарушает экспрессию расположенных за ним генов, входящих в состав той же транскрипционной единицы. Данное явление было названо полярностью (гл. 9). Причина этого явления-исчезновение мРНК, соответствующей дистальной части транскрипционной единицы. Длительное время продолжались дебаты о природе этого явления. Вызвано [c.166]

Способность мутаций suA супрессировать полярность объясняется тем, что они понижают вероятность взаимодействия фактора р с внутренними терминаторами, следующими за нонсенс-кодонами. Благодаря этому остановка трансляции не вызовет терминирования транскрипции и область мРНК, расположенная за мутантным кодоном, сможет транслироваться вновь прикрепившимися рибосомами. [c.167]

В гене агаС были обнаружены как неиндуцибельные, так и конститутивные мутации. Делеции или нонсенс-му-тации вызывают образование неиндуцибельного агаС -типа, который является рецессивным по отношению к агаС. Такая взаимосвязь характерна для системы положительного контроля, в которой агаС кодирует белок, активный только в присутствии арабинозы и необходимый для того, чтобы РНК-полимераза могла инициировать в промоторе транскрипцию. Однако конститутивные мутации агаС также рецессивны по отношению к агаС . Такое положение характерно для системы отрицательного контроля, в которой агаС кодирует белок-репрессор, инактивируемый арабинозой (подобно тому, как в /ас-опероне). Как разрешается такой генетический конфликт На рис. 15.13 изображена модель. Ген агаС кодирует белок-репрессор, исходно названный Р1, а впоследствии Этот белок связывается с контроли- [c.197]

Фактически первым примером аутогенной регуляции явились данные, полученные при изучении гена, детерминирующего синтез белка 32 у фага Т4. Этот белок играет важную роль в процессах генетической рекомбинации, репарации и репликации ДНК, в которых его функция выражается благодаря его способности связываться с одноцепочечной ДНК. Доказательством того, что синтез белка гена р32 регулируется аутогенно, явился эффект нонсенс-мутации, ведущих к перепроизводству неактивного белка. Это означало, что в тех случаях, когда функция белка нарушена, он синтезируется в больших количествах. Этот эффект проявляется на уровне трансляции мРНК гена 32 является стабильной и сохраняется независимо от поведения белкового продукта. [c.204]

Мутации в четырех кластерах непосредственно влияют на активность белка-цитохрома Ь. Все мутанты такого рода синтезируют нормальную мРНК. Мутации проявляются на уровне трансляции и выражаются в считывании матрицы с ошибками типа миссенс или нонсенс . Ни одна из таких мутаций не комплементирует какую-либо другую в том же или другом кластере. По этому критерию все они находятся в одном и том же гене. Кластеры соответствуют некоторым экзонам, а именно box 4 = Bl, box 8 = ВЗ, box 1 = В4, box 6 = В6 (рис. 20.22). В двух других экзонах мутации не обнаружены, возможно вследствие их малых размеров (В2 = = 14п.н., В5=51 H.H.). Рассмотренные группы мутаций проявляют в точности такие же свойства, какие можно ожидать от прерывистых генов. Фактически это един- [c.258]

Известно много типов р°-талассемии. При некоторых формах р°-талассемии делеций не обнаруживается. Следовательно, полное отсутствие Р-цепей, может быть, по-видимому, обусловлено мутациями, влияющими на транскрипцию или трансляцию. В одном случае мутация приводит к образованию нонсенс-кодона в положении 17, так что дефект проявляется на уровне трансляции. В другом случае нарушение затрагивает более раннюю стадию экспрессии гена ядерная РНК синтезируется, но мРНК в цитоплазме отсутствует. Причина этого-мутация, нарушающая сплайсинг мРНК (гл. 26). [c.272]

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]

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]

Различают крупные хромосомные перестройки (выпадение, перемещение на новое место или инверсия иа 180° значительных фрагментов хромосом) и точечные мутации. Именно последние представляют наибольший интерес для фотобиологии. При точечных мутациях происходит замена одного нз оснований в ДНК на другое, выпадение (делеция) или вставка одного нз нуклеотидных остатков. Замена пуринового основания на пуриновое и пиримидинового — на пиримидиновое называется транзицией, а пуринового на пиримидиновое или наоборот — трансверзией. Следствием и транзиций и трансверзий может быть 1) образование бессмысленных кодонов, ие кодирующих аминокислоты УАГ (амбер-мутация), УАА (охра-мутация) и У ГА. Эти три типа мутаций называются нонсенс-мутациями и приводят к прерыванию синтеза либо и-РНК, либо белка 2) изменение смысла кодона, приводящего к включению в белок неверной аминокислоты (м иссенс-мутации). [c.305]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология