Нуклеотидные функционально активные

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]

По нуклеотидному составу лабильная ДНК разных органов растения неодинакова [6]. Это согласуется с тем, что в разных органах и тканях функционально активны разные области или системы цистронов. Стимулирование и ингибирование роста и метаболических процессов растения физиологически активным [c.17]

Все эти формы РНК, наряду с молекулярным весом и нуклеотидным составом, отличаются друг от друга характером взаимодействия их с другими химическими компонентами клетки и прежде всего с белками и липидами. Значение этого. взаимодействия чрезвычайно велико. Надо полагать, что оно. лежит в основе регуляции функциональной активности молекул НК в клетке. [c.164]

Помимо пяти обнаруженных и двух необнаруженных функционально активных генов имеются два других гена, р/г5 и р/г2, нуклеотидные последовательности которых, по-видимому, не соответствуют известным глобинам мы-дди и которые, возможно, представляют собой псевдогены. [c.270]

Дупликация гена, по-видимому, приводит к немедленному ослаблению давления отбора на его нуклеотидную последовательность. Теперь, когда имеются две идентичные копии гена, изменение нуклеотидной последовательности одной из них уже не вызовет потери организмом функционально активного белка, поскольку другая копия гена будет по-прежнему кодировать необходимую аминокислотную последовательность. Таким образом, при наличии двух генов давление отбора будет уменьшаться до тех пор, пока один из них не мутирует столь сильно по сравнению с исходным вариантом гена, что давление целиком будет направлено на другой ген. Вполне вероятно, что, сразу же после того как происходит дупликация гена, изменения быстрее накапливаются в одной из копий, что в конце концов приводит к появлению новой функции (или к ее исчезновению в случае появления псевдогена). При появлении новой функции эволюция данного гена далее может происходить с прежней, более медленной скоростью, характерной для гена с первоначальной функцией. По-видимому, именно такой механизм лежит в основе разделения функций генов эмбриональных и взрослых глобинов. [c.277]

Псевдогены называются так потому, что они содержат нуклеотидные последовательности, сходные с последовательностями функционально активных генов, но не могут экспрессироваться с образованием функционально активного белка. [c.278]

Как мы видели ранее, каждый функциональный сигнал характеризуется некоторым набором признаков, например типом нуклеотидов в определенных позициях на последовательности, инвертированными повторами, способными образовать шпильки в РНК, нуклеотидным составом участков ДНК и др. Набор таких признаков, характерный для определенного функционального сигнала, и алгоритм их поиска мы будем называть поисковой моделью (или просто моделью) функционального сигнала. Поисковая модель базируется на физической модели процесса. При разработке поисковой модели необходимо учитывать схему процесса, в котором принимает участие функциональный сигнал, предположения о важных участках взаимодействия нуклеиновых кислот и белков, о структуре ДНК или РНК в функционально активном комплексе и т.д. Некоторые примеры моделей были приведены в разделе 4.1. [c.119]

Структура энхансеров [75—76]. Естественно, возник вопрос о структуре энхансеров и о роли этой структуры в их активности. Простое сравнение нуклеотидных последовательностей выявляет существование некоторых коротких последовательностей, сходных для различных энхансеров. Однако для установления связей между структурой и функцией были проведены однозначные опыты по мутагенезу энхансера путем внесения в последний делеций или нуклеотидных замещений. Тем самым удается определить границы энхансера и выявить в его составе функционально активные элементы. [c.73]

Предположим, что кому-то удалось клонировать ген, кодирующий вновь открытый белок. Как установить внутриклеточную функцию данного белка Задача эта весьма непроста, поскольку ни трехмерная структура белка, ни полная нуклеотидная последовательность гена этого белка не позволяют судить о его функции. Кроме того, многие белки, например, структурные белки и белки сложных мультиферментных комплексов, будучи отделены от других компонентов сложной функциональной единицы, в состав которой они входят, не проявляют своей обычной активности. [c.244]

Первые работы в СССР в области химии РНК и ДНК выполнены в Московском университете А. П. Белозерским, определившим нуклеотидный состав ДПК различных организмов. В лаборатории А. А. Баева в Институте молекулярной биологии АН СССР разработаны методы выделения индивидуальных т-РНК, расщепления их молекул и разделения полученных олигонуклеотидов установлено их строение. Дальнейшие ра боты но химии РНК, главным образом по онределеиию структуры РНК, модификации нуклеиновых кислот и выяснению зависимости функций РНК от структуры, проводились наряду с этим институтом также в Институте органической химии АН СССР в Новосибирске (Д. Г. Кнорре). В Институте биоорганических соединений АН СССР М. Н. Колосов с сотр. ведет исследования но изучению структуры и функций ДНК, синтезу функционально активных участков ДНК и химико-ферментативному синтезу нуклеотидов [90, с. 43]. [c.107]

Первичные транскрипты, образующиеся в результате транскрипции РНК, проходят в ядре клетки посттранскрипционную доработку — процессинг. Эта доработка позволяет получать функционально активные рибонуклеиновые кислоты. Первичные транскрипты, как правило, имеют избыточные участки по концам нуклеотидной цепи, которые в результате процессинга отщепляются специфическими РНКазажм (см. ниже). [c.355]

В результате анализа таких кластеров генов был сделан важный вывод общего характера. В семейство генов может входить большее число членов (как функционально активных, так и неактивных), чем можно предположить на основе анализа соответствующих белков. Дополнительные функционирующие гены могут либо представлять собой дупликации, кодирующие идентичные белки, либо быть сходными с генами для известных белков, хотя и отличаясь от них. Возможно, что эти гены экспрессируются в течение короткого времени или уровень их экспрессии низок. Для псевдогенов характерна различная степень родства с функционально активными генами, и их можно изучать только на уровне нуклеотидной последовательности ДНК. Принимая это во внимание, нельзя считать, что обнаружены все члены кластера, пока не будут тщательно исследованы фланкирующие области, прилегающие к крайним членам кластера. [c.270]

Типичный пример псевдогена-псевдоген кролика /(32 с обычной организацией экзонов и интронов, по строению близкий к функционально активному гену (31. Но в кодоне 20 псевдогена /(32 имеется делеция одной пары нуклеотидных оснований, вызывающая сдвиг рамки считывания, из-за которого трансляция терминируется вскоре после ее начала. В результате точковых мутаций оказались измененными несколько расположенных правее кодонов, кодирующих аминокислоты, имеющиеся во всех (3-глобинах. Ни один из двух интронов псевдогена /(32 не сохранил пограничных последовательностей, удовлетворяющих правилу от—АО. Поэтому, вероятно, интроны не могут быть удалены при сплайсинге, даже если бы ген и транскрибировался. Однако транскриптов, соответствующих /(32, не обнаружено, возможно, вследствие изменений в его 5 -фланкирующей области. [c.278]

В связи с установлением трехмерной структуры гистонового октамера (Н2А-Н2В-НЗ-Н4)2 и его стерических взаимоотношений с ДНК встает ряд вопросов принципиального порядка. Например, каковы механизмы и причины спонтанного возникновения белкового комплекса и самосборки нуклеосомы в целом Не менее интересен и вопрос о том, каким образом происходит освобождение нуклеотидной цепи от гистонового кора Дело в том, что доступность ДНК, входящей в состав нуклеосом, существенно ограничена на тех участках, где двойная спираль соприкасается с поверхностью октамера. Присоединение специфических регуляторных белков к функционально активным нуклеотидным последовательностям становится возможным только при освобождении соответствующих участков связывания ДНК от нуклеосом. Поэтому выяснение причины распада нуклеопротеиновых комплексов столь же важно, как и исследование причины их возникновения. Можно полагать, что после того, как механизм создания и разрушения нуклеосом получит свою количественную трактовку, будет решен и один из наиболее интригующих вопросов, касающихся гистоновых белков, а именно, почему гистоны Н2А, Н2В, НЗ и Н4 в отношении своих аминокислотных последовательностей являются самыми консервативными в природе белками (табл. 1.7) Не исключено, что нуклео-сома представляет собой уникальную по своей структурной организации клеточную субъединицу. Из общих соображений очевидно, что в ней должны сочетаться идеальная согласованность внутри- и межмолекулярных взаимодействий белков, образующих гистоновый октамер, комплементарность поверхности нуклеосомного кора контактной поверхности суперспирали ДНК и в то же время наличие тонкого баланса сил противоположной направленности, нарушение которого при соответствующих изменениях внешних условий ведет к быстрому смещению равновесия в сторону возникновения или распада нуклеопро-теинового комплекса. Консервативность гистонов Н2А, Н2В, НЗ и Н4 указывает на то, что нормальное функционирование такой системы практически исключает аминокислотные замены. [c.112]

Важность правильной мод ификаци и белков для их функциональной активности в эукариотах отмечалась выще Это явление менее выражено в бактериях, а имеющиеся у них для этой цели собственные ферменты не узнают или модифицируют неправильно чужеродные белки Поэтому, если получаемый в бактериях эукариотический белок необходим в активной форме, то клонируют ген, в котором сохранена только требуемая для этого нуклеотидная последовательность. В случае же дальнейшего использования белка в родственных для него клетках клонируемый ген может содержать информацию [c.326]

Широкая распространенность сателлитных последовательностей, их локализация и большой объем содержащейся в них ДНК наводят на мысль, что они выполняют какие-то важные функции. Для выяснения функций этих областей хромосом долгое время использовали цитогенетический анализ гетерохроматина, который обьино считают синонимом сателлитной ДНК. Рассматривались самые разные клеточные функции, прежде всего процессы, происходящие при митозе и в клетках зародышевой линии, в частности хромосомные перестройки, спаривание и расхождение хромосом и рекомбинация. Было высказано предположение, что сателлитные последовательности столь же важны для функционирования генома, как и остальная его часть. Однако, несмотря на огромное количество экспериментальных работ, окончательный вывод так и не был сделан. В настоящее время сателлитным последовательностям не приписывается никаких фенотипических эффектов и, следовательно, никаких функций. Об отсутствии у них таких функций свидетельствуют следующие факты. Функционально активные центромеры S. erevisiae не содержат центромерных сателлитов (разд. 9.6). Мутанты Drosophila, у которых отсутствует большая часть или весь центромерный гетерохроматин, функционируют нормально. Значительная вариабельность нуклеотидной последовательности сателлитной ДНК даже у родственных видов наводит на мысль о ненужное ги этой ДНК вообще. Кроме того, недавно полученные данные показывают, что количество сателлитной ДНК в области центромеры и ее организация существенно различаются даже у особей одного вида. То же самое относится и к а-сателлитным последовательностям человека. Изменчивость минорных центромерных сателлитов характерна также для африканской зеленой мартышки. Эти данные позволяют предположить, что для функционирования центромер не важны ни число, ни точная нуклеотидная последовательность тандемных повторов. [c.194]

Итак, регуляция активных генов осуществляется с помощью различных регуляторных белков-репрессоров и активаторов транскрипции. С физической точки зрения наиболее интересным свойством этих белков является их способность у.чнавать специфические нуклеотидные последовательности ДНК. Установлено, что в комплексе с регуляторными белками сохраняется обычная -подобная конформация ДНК. Узнавание белками их специфических связывающих мест на ДНК основывается на прямом чтении белком последовательности оснований в узкой и/или широкой бороздках ДНК. Специфичность связывания обеспечивается образованием большого числа водородных связен и других слабых взаимодействий между функциональными группами белка и основаниями ДНК. Одна и та же последовательность оснований может быть прочитана как со стороны узкой, так и со стороны широкой бороздки ДНК. Однако характер и пространственное расположение функциональных групп оснований — потенциальных доноров и акцепторов водородных связей— в узкой и широкой бороздках ДНК значительно отличаются. Поэтому часто говорят о двух каналах передачи информации. В узкой бороздке ДНК атомы 02 пиримидинов и N3 пуринов могут служить в качестве акцепторов водородных связей, в то время как 2-аминогруипа гуанина часто является донором водородной связи. Важной особенностью структуры ДНК является пространственная эквивалентность положений всех этих акцепторных групп для пуриновых и пиримидиновых оснований, находящихся в одной и той же полинуклеотидной цепи. Кроме того, атомы N3 пурина и 02 пиримидина в каждой паре оснований связаны осью симметрии второго порядка. Поэтому при чтении текста со стороны узкой бороздки ДНК АТ- и ГЦ-пары легко узнать, в то время как АТ- и ТА-пары различить трудно, так как оии несут геометрически эквивалентные группы сходной химической природы. [c.290]

В трансформированных растительных клетках Т-ДНК активно транскрибируется. мРНК Т-ДНК в растительных клетках устроены аналогично эукариотическим мРНК, т. е. на их 5 -концах находится 7-метилгуанозин, а на З -концах — сайты полиаденилирования ААУАА и полиадениловые цепочки. Эукариотической особенностью транскрипционного механизма Т-ДНК является и отсутствие в ней оперонов, в то время как в других частях Ti-плазмид опероны есть. Это пока единственный обнаруженный в природных условиях пример функционирования прокариотической нуклеотидной последовательности в эукариотических организмах. Следует полагать, что функциональная часть Т-ДНК за [c.93]

В рамках данной модели оба LTR нового элемента должны образовываться из одной и той же последовательности, поскольку сама РНК содержит лишь один полный набор LTR-последовательностей. Общее происхождение двух LTR дает ответ на вопрос, почему повторы, окружающие один ретротранспозон, практически одинаковы, в то время как LTR у членов разных семейств различаются. Отметим, что многие, а возможно подавляющее большинство членов семейства ретротранспозонов, неспособны к независимой транспозиции. Для них характерны нуклеотидные замены и другие изменения, затрагивающие как регуляторные, так и кодирующие участки генома, которые могут прерывать транскрипцию и трансляцию и блокировать образование функциональных генных продуктов. Некоторые элементы могут приобретать способность к транспозиции при наличии /ирйнс-действующих обратной транскриптазы и других активностей. [c.261]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология