Вирусы линейная молекула ДНК

Приведенные экспериментальные данные относятся к обычно исследуемой в растворе линейной, незамкнутой ДНК. У вирусов, а также в клетках бактерий на некоторых стадиях их развития обнаруживается кольцевая замкнутая форма ДНК. В такой ДНК, представляющей собой обычную двойную спираль, каждая из комплементарных нитей является непрерывной замкнутой на себя. Поэтому полное число оборотов одной нити относительно другой не может меняться ни при каких изменениях условий, сохраняющих целостность сахаро-фосфатного остова обеих нитей. Проведенные исследования показали, что при комнатной температуре двойная спираль кольцевой ДНК закручена как целое в суперспираль (с плотностью один виток суперспирали на 120—300 пар оснований) противоположного знака, т.е. в левую. При нагревании происходит тепловое расширение кристалла ДНК и уменьшение степени закрученности двойной спирали. Это приводит к уменьшению суперспирализации. При дальнейшем нагревании происходит раскручивание двойной спирали и образование суперспирали того же знака (правой). Иными являются и характеристики плавления кольцевой замкнутой ДНК. Температура плавления такой ДНК приблизительно на 20° выше, чем для линейной молекулы (см. рис. 4.6). Это происходит потому, что расплавленные нити в кольцевой молекуле остаются закрученными относительно друг друга и энтропия расплавленного состояния меньше, чем для линейной молекулы. Кроме того, ширина интервала плавления замкнутой кольцевой ДНК в 2—3 раза больше, чем ширина интервала плавления линейной молекулы. [c.75]

Вирус осповакцины. Этот вирус обладает двунитевой ДНК, отличающейся уникальным строением. Она представляет собой линейную молекулу, на обоих концах которой имеется шпилька, замыкающая ковалентно обе нити ДНК (см. для примера рис.3.1,в) Транскрипция и репликация ДНК происходят в цитоплазме, поскольку вирус обладает всей нужной для этого информацией, а ряд необходимых белков содержится в самом вирионе. [c.400]

ДНК может находиться в линейной или кольцевой форме (рис. 1.9). Бактериальные плазмиды, хромосомы некоторых бактерий, большинство митохондриальных и хлоропластных ДНК, геномы вирусов млекопитающих представлены единственной ковалентно замкнутой кольцевой дуплексной молекулой ДНК. Хромосома бактериофага на разных стадиях жизненного цикла существует то как линейная молекула, то как замкнутая кольцевая [c.45]

Геномы почти всех известных РНК-содержащих вирусов — это линейные молекулы, которые в среднем короче вирусных ДНК-геномов. К самым крупным непрерывным РНК-геномам можно отнести РНК коронавирусов — 28 т. н. Весьма крупными являются и геномы реовирусов — более 20 т. п. н.—однако здесь, как и во многих других случаях, генетическая информация распределена по нескольким (у реовирусов — по десяти) молекулам РНК. [c.317]

Хромосомы некоторых вирусов и всех эукариотических организмов содержат линейные молекулы ДНК. Репликация линейных молекул начинается в определенных точках с образования репликационных вздутий. В небольших молекулах ДНК вирусов репликация может начинаться с одной точки. В больших молекулах ДНК, образующих хромосомы эукариот, иногда насчитываются сотни точек инициации репликации (рис. 4.24). После образования вздутия оно начинает увеличиваться по мере распространения процесса репликации ДНК в обоих направлениях от точки инициации. По ходу процесса соседние вздутия могут сливаться, а когда вздутие достигает конца молекулы, образуется характерная промежуточная У-образная конфигурация. Когда репликация заканчивается, из одной линейной родительской молекулы образуются две линейные дочерние, каждая из которых, так же как и родительская, представляет собой двойную спираль. [c.124]

Рис. 5-71. Схематическое изображение (масштабы не соблюдены) различных типов вирусных геномов. У самых мелких вирусов геном состоит всего из нескольких генов и генетическим материалом может быть них как ДНК, так и РНК у наиболее крупных вирусов геном всегда представлен двухцепочечной ДНК, включающей сотни генов. Такие особенности хромосом, как кольцевая форма молекул ДНК или особое строение концов цепей у линейных молекул, позволяют вирусам избежать трудностей, связанных с репликацией нескольких последних

Третий необходимый элемент хромосомы - это теломера, она должна присутствовать на каждом конце линейной хромосомы. Если кольцевая плазмида, содержащая участок инициации репликации и центромеру, разрывается по какому-либо сайту, она продолжит свою репликацию и останется прикрепленной к митотическому веретену, однако в последующих поколениях клеток все-таки будет утеряна. Это происходит вследствие того, что репликация на отстающей цепи требует того, чтобы перед копируемым участком имелась последовательность ДНК, которая могла бы служить матрицей для РНК-затравки (см. рис. 5-43). Так как для последних нескольких нуклеотидов линейной молекулы ДНК этих последовательностей нет, ее цепи с каждым новым циклом репликации становятся все короче. У бактерий и вирусов хромосома имеет кольцевую форму, и поэтому подобные затруднения при окончании репликации не возникают. Эукариотические клетки, хромосомы которых линейны, обзавелись специальной теломерной последовательностью ДНК. Это простая повторяющаяся последовательность нуклеотидов, которая периодически наращивается специальным ферментом (см. разд. 9.3.5). [c.96]

ДНК, входящая в состав частиц вируса гепатита В,— это молекула, построенная из двух линейных компонентов полноразмерной (—)ни-ти ( 3,2 т. п. н.) с белком, ковалентно присоединенным к 5 -концу, а также сегмента (+)нити (1,7—2,8 т. п. н.). Этот сегмент содержит участки, комплементарные обоим концам (—)нити, и поэтому удерживает вирионную ДНК в кольцевой форме (рис. 163, а). В вирионе имеется вирус-специфическая ДНК-полимераза, способная достраивать (4-)нить до размера полного генома. Геном вируса мозаики цветной капусты крупнее и содержит около 8 т. п. н. это двухнитевая кольцевая молекула, обе цепи которой не непрерывны (рис. 163,6). [c.315]

Когда ретровирусы заражают клетки, их геном, представленный линейной молекулой РНК, копируется с образованием линейной двухцепочечной ДНК при участии вирусного фермента обратной транскриптазы. Эта линейная ДНК содержит вирусные гены, вставленные между двумя прямыми повторами, называемыми длинными концевыми повторами, или ЬТК (рис. 5-33). Линейная ДНК может стать кольцевой в результате гомологичной рекомбинации между ЬТК, при этом в кольце будет содержаться один ЬТК, либо она может стать кольцевой в результате сшивания концов, в этом случае в кольце будет содержаться два ЬТК. Одна из форм внехромосомной ДНК встраивается в хромосому, и образуется типичная интегрированная форма вируса, которая всегда содержит два ЬТК, по одному с каждой стороны от вирусных генов. [c.37]

Векторная система ампликона вируса простого герпеса имеет ряд особенностей, отличающих ее от эукариотических векторов других типов. Гибридная ДНК, состоящая из ампликона, соединенного с чужеродной последовательностью, реплицируется по механизму катящегося кольца и упаковывается в капсид как линейная молекула размером около 150 тпн. Поэтому в данном случае можно клонировать фрагменты ДНК, значительно варьирующие по длине. Также необходимо отметить, что популяция вирусов, содержащая гибридные дефектные геномы, может быть использована для инфекции практически любых культур клеток млекопитающих. [c.389]

Геном большинства вирусов представлен или двухцепочечной ДНК, или одноцепочечной РНК, однако у некоторых мелких вирусов ДНК одноцепочечная, а другие содержат двухцепочечную РНК- Число нуклеотидов в вирусном геноме варьирует от нескольких тысяч до нескольких сотен тысяч, а число генов —от 3 до 200 и более. Иногда молекулы нуклеиновой кислоты в вирионе имеют форму замкнутого кольца, в других случаях они линейны. [c.286]

Как будет видно из дальнейшего, особое значение для механизмов репликации линейных молекул ДНК имеет структура их Концевых участков. У линейных ДНК-геномов не бывает невыразительных концов. Соответствующие участки (рис. 134) могут иметь прямые концевые повторы длиной от сотни и более (например, ДНК фага Т7) до тысяч (Т-четные фаги и др.) пар нуклеотидов. При этом если у фага Т7 все геномные молекулы ДНК идентичны, то молекулы ДНК Т-четных фагов существенно различны, даже Когда они образованы в одной клетке, зараженной единственной фаговой частицей геномы Т-четных фагов (и ряда других вирусов) характеризуются так называемыми кольцевыми перестановками. Еще один вариант концевой структуры вирионных ДНК-ДУПлек-сов — липкие (т. е. взаимно комплементарные) однонитевые концы. Длина которых обычно находится между 10 и 20 нуклеотидами (фаги Р2, Р4), но может укорачиваться до одного нуклеотида (герпес-вирусы), если в этом случае вообще позволительно называть такие Концы липкими . [c.261]

Образование линейных молекул вирус-специфических ДНК осуществляется в цитоплазме зараженной клетки. Затем вирусная ДНК обнаруживается в ядре. Здесь линейные молекулы превращаются в кольцевые, причем циркуляризация происходит за счет взамодействия между тупыми концами молекулы. Факторы, обеспечивающие переход линейных молекул в кольцевые, пока не изучены. [c.312]

Большая часть наших знаний в области биохимической генетики была получена в результате исследования бактериофагов. Интенсивное изучение Т-четных фагов Т2, Т4 и Тб было начато еще в 1938 г. Максом Дельбруком и его сотрудниками. Хотя размеры исследованных ими вирусов малы, тем не менее оказалось, что они относятся к числу наиболее сложно устроенных из известных вирусов (дополнение 4-Д). Генетической информации, содержащейся в одной линейной молекуле ДНК, которая в случае фага Т4 содержит 2-10 пар оснований, достаточно для кодирования примерно 200 генов. Удалось установить положение 60 из этих генов на генетической карте. Ниже мы рассмотрим вкратце метод, при помощи которого это было сделано. [c.248]

В зараженной клетке ДНК этих двух вирусов переходит в ковалентно-непрерывную форму, которая, как известно, удобна для репликации. Однако у обоих вирусов репликация ДНК-генома осуществляется при посредстве промежуточных линейных молекул РНК. Эти РНК образуются в результате транскрипции вирусных ДНК в клеточном ядре хозяйским ферментом РНК-полимеразой П. Транскрибируется только одна из нитей вирусной ДНК, причем промоторы и терминаторы расположены на кольцевом геноме таким образом, что наряду с субгеномными мРНК образуются молекулы (Ч-)РНК более длинные, чем геном. Ясно, что в длинных транскриптах должен быть прямой концевой повтор. Этот повтор способствует преодолению трудностей, возникающих при снятии ДНК-копии с З -конца линейной матрицы. [c.316]

Важность обмена генетическим материалом для эволюции прокариот подтверждается тем, что многие бактерии имеют другой механиз.м обмена генами — естественную трансформацию. В ходе этого процесса бактерии активно поглощают ДНК, оказавшуюся в среде. Если поглощенная ДНК гомологична внутриклеточной, то воз.можна рекомбинация между ними. Для того чтобы повысить вероятность попадания в клетку именно гомологичной ДНК, некоторые бактерии амеют систему дискриминации, узнающую определенную последовательность ДНК, часто встречающуюся у этих бактерий, но редко у других, и позвачяющую транспорт в клетку лишь тех. молекул ДНК, которые отмечены такой последовательностью. Проникновение в клетку произвольной ДНК из среды потенциально опасно таки.м путе.м могли бы проникать патогенные агенты, например вирусы. Видимо, поэтому при естественной трансформации в клетку проникает лишь одна линейная цепь ДНК, а вторая в ходе транспорта деградирует. В таком виде ДНК относительно безвредна она рекомбинирует с клеточной ДНК при наличии гомологичных участков, а при отсутствии гомологии, как правило, де- [c.128]

Вышеупомянутые три компонента ДНК вируса полиомы с константами седиментации 20,38, 15,83 и 14,48 имеют соответственно суперспирализованную кольцевую, простую кольцевую и линейную формы молекулы. Разрыв в одной цепи приводит к тому, что сверхсиирализованная кольцевая структура превращается в простую кольцевую, а дополнительный разрыв в другой цепи, происшедший вблизи от первого, приводит к образованию линейных молекул со стремящимися к сцеплению так называемыми липкими концами (см. далее). [c.118]

Естественно было думать, что самые крупные молекулы ДНК должны присутствовать в самых крупных из до сего времени известных вирусов группы осповакцины и паравакцины. (Эти вирусы с молекулярным весом 3200-Ю и 2150-10 были открыты с помощью светового микроскопа еще много пет назад.) И действительно, из этих вирусов были выделены образцы ДНК с молекулярным весом 175-10 — 192-10 . По-видимому, каждая из таких крупных вирусных частиц содержит единственную молекулу двухценочечной ДНК. Молекулярный вес, длина (75— 80 мк) [34, 2321 и нуклеотидный состав (36% Г Ц) — вот практически все, что известно о линейных молекулах ДНК этой группы вирусов [246]. [c.131]

Репликация вирусов впервые была изучена на вирусах с двухцепочной ДНК, поскольку механизмы репликации таких вирусов в наибольшей степени приближаются к тем процессам, которые происходят в нормальной клетке. Сейчас мы рассмотрим репликацию простейших вирусов, содержащих линейную молекулу РНК. Эту РНК можно считать аналогом информационной РНК нор- [c.236]

Вьщеленные из вирусных частиц молекулы ДНК имеют либо линейную, либо кольцевую форму. Линейные молекулы ДНК in vivo свертываются в плотный клубок. В таком состоянии они более устойчивы к деградации. Например, кольцевая форма ДНК находится в фаге фХ174. Кольцевую ковалентно-связанную структуру имеют двухцепочечные ДНК бактерий, вирусов, плазмид, митохондрий и др. Двухцепочечные кольцевые ДНК [c.276]

Исследования умеренного бактериофага X внесли важный вклад в генетику. Фаг X содержит линейную молекулу ДНК длиной примерно 49 ООО п. п., то есть почти в 10 раз более длинную, чем геном фага фХ174. Фаг X представляет большой интерес, поскольку его генетические регуляторные механизмы довольно сложны. Когда чувствительную бактериальную клетку заражают умеренным бактериофагом, например фагом X (рис. 7.6), возможны два варианта дальнейших событий. В первом случае фаг реплицируется, производит множество потомков и разрушает клетку. Во втором случае фаговая инфекция приводит к лизоге-низации клетки, при этом фаг встраивается в бактериальную хромосому и превращается в пассивный участок бактериального генома. В таком состоянии фаг представляет собой профаг или провирус, реплицирующийся лишь как часть генома хозяина и в таком виде попадающий в дочерние клетки. При этом многие гены фага, потенциально летальные для клетки-хозяина, находятся в неактивном состоянии, или репрессированы. Однако иногда фаг может индуцироваться, переводя клетку на путь лизиса клетка погибает, высвобождая многочисленное потомство фага (рис. 7.6). Таким образом, фаг X служит моделью генетической системы вирус-хозяин. Изучение его функционирования послужило основой для современных представлений об опухолеродных вирусах млекопитающих, способных встраиваться в геном, таких как вирус полиомы и 8У40. В этой главе мы рассмотрим различные типы [c.204]

Векторы на основе бактериофага Я. Бактериофаг Я. — это вирус, размножающийся на бактериях Е. соИ. За последние 3U лет он стал излюбленным и наиболее изученным объектом генетиков и молекулярных биологов. Геном фага Я. представлен двуцепочечной ДНК размером в 48,5 т.п.о., которая упакована в головку фага в виде линейной молекулы с однонитевыми комплементарными концами длинои в 12 п.о. (липкие концы). После проникновения в клетку липкие концы объединяются и ДНК замыкается в кольцо. Кольцевая ДНК является репликативной формой. Возможность создания векторов на основе фага Я связана с тем его свойством, что гены центральной части (от I до N) несущественны для литического развития. Уже более 20 лет известны способы замещения центральной части фага сегментами бактериальной хромосомы путем определенных генетических манипуляций in vivo. Созданные таким образом специализированные трансдуцирующие фаги хорошо изучены. Идея провести манипуляцию замены центральной части ДНК фага Я in vitro на чужеродные фрагменты послужила поэтому логическим продолжением опытов in vivo. [c.147]

Рис. 9-40. Использование рестриктаз для локализации сайта расплетания Т-антигеном относительно ТОЧКИ начала репликации вируса ЗУ40 (ответ 9-20). Концы линейной молекулы образовались в результате расщепления рестриктазой.

Не все молекулы ДНК имеют кольцевую форму. Например, ДНК бактериофага Т7 является линейной. Молекулы ДНК некоторых вирусов, таких, как бактериофаг к, претерпевают взаипюпревращения линейной и кольцевой форм. В вирусной частице присутствует линейная форма, а в клетке-хо-зяине - кольцевая (разд. 30.16). [c.20]

Нри репликации линейных молекул ДНК, в частности ДНК фага Т4, возникает особая проблема. 5 -концы новообразованной дочерней ДНК застроены не до конца, так как РНК-затравка была удалена, но не была замещена ДНК (рис. 30.12). Напомним, что ДНК-полимераза не способна синтезировать цепи ДНК de novo в направлении 3 —>5 (разд. 24.19). Нри репликации кольцевых молекул ДНК такой проблемы не возникает, так как З -конец новой цепи служит затравкой для заверщения синтеза дочерней цепи. Как же рещают эту проблему фаг Т4 и другие вирусы, геном которых представляет собой линейную ДНК Важным указанием на то, как рещается эта проблема, послужило открытие, что эти линейные молекулы обладают концевой избыточностью, т.е. последовательность оснований левого конца ДНК в точности повторяется на пра-юм конце [c.174]

Известна группа вирусов с линейным одноцепочечным ДНК-геномом — это парвовирусы. Молекулы ДНК парвовирусов содержат 4,5—5,4 т. н. и характеризуются самокомплементарностью концевых последовательностей. Другими словами, концы такой молекулы способны образовывать элементы вторичной структуры ( шпильки ) с прилегающими участками той же молекулы (см. с. 268). [c.262]

Р еном фага Ми — линейная двухнитевая молекула ДНК, содержащая свыше 30 т. п. н.— имеет важную особенность как левый (Ц, так и правый (Н) концы молекулы содержат клеточные, а не Вирус-специфические нуклеотидные последовательности. В определенном смысле можно сказать, что геном фага Ми всегда находится в форме профага, поскольку он заключен между последовательностями клеточных ДНК. У индивидуальных молекул вирусной ДНК Ь-концы разные и Н-концы разные, даже если популяция геномов образовалась в одной клетке. На границе Ь- и Н-концов С вирус-спецнфической ДНК обнаруживается прямой повтор клеточной ДНК длиной в 5 п. н. в разных молекулах вирусном ДНК [c.285]

Г. человека сосгоит из 23 хромосом и содержит примерно 3 10 нуклеотидных пар. Г. бактерий представлен единств, кольцеюй хромосомой, связанной с клеточной мембраной. Строение ее намного проще, чем у высших организмов. Так, ДНК генома ишечной палочки состоит из 3,8-10 нуклеотидных пар. Г. наиб, примитивных вирусов состоит из молекулы ДНК или (в нек-рых случаях) РНК, имеющих линейную или кольцевую форму. У более сложных вирусов обнаруживаются черты структурной организации, характерные для хромосом высших организмов. [c.519]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология